Electromagnetic field analyses of CORC-type HTS cables considering current distribution among layers

考虑层间电流分布的 CORC 型高温超导电缆电磁场分析

• 批准号: 22K14238
• 负责人: 曽我部 友輔
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14238/
• 关键词: 高温超伝導; CORC導体; 電磁界解析; 交流損失; 線材磁化

高磁界を発生させる加速器用高磁界電磁石や交流通電・外部磁界が印加される環境で使用される回転機の電機子巻線などへの応用が期待される高温超伝導集合導体の一つである「CORC型高温超伝導導体」と呼ばれる導体を対象とした層間分流を考慮した電磁界解析手法の創出を目的とし、分流現象を考慮に入れた電磁界解析モデルの構築、並びにCORC型高温超伝導導体の設計指針の確立に着手した。CORC型高温超伝導導体の構造上必ず発生する分流現象を考慮した電磁界解析はいまだ実現されておらず、分流現象を考慮したCORC型高温超伝導導体の電磁界解析手法の構築は独自であり、これによって加速器用電磁石や電気機器応用実現に向けての課題である遮蔽電流磁界・交流損失を抑制する手法の確立につながる研究である。分流現象を考慮に入れた電磁界解析モデルの構築では、CORC型高温超伝導導体の形状や層間の接触抵抗、電源との接続部における接続抵抗、外部から印加される磁界や温度によって変化する超伝導層の等価的抵抗などの要因から決まる層間の電流分布を計算可能な等価回路モデルを構築した。また、今後、種々のCORC型高温超伝導導体を対象として評価を行うにあたり、CORC型高温超伝導導体の設計に関して、層数、銅芯の径や高温超伝導線の本数といった導体形状、高温超伝導線の幅や銅層厚さ等を変更し、導体臨界電流や導体径を制約条件とした種々の導体設計を行うための指針を確立した。

High Magnetic Field Electromagnet for Accelerator, AC Electrification, External Magnetic Field, Environmental Use, Motor Coil of Recirculator, Application Expectation, High Temperature Superconductor Assembly Conductor, CORC Type Superconductor, Image Conductor, Interlayer Shunt, Electromagnetic Field Analysis Method, Purpose, Shunt Phenomenon, Electromagnetic Field Analysis Method, Construction, and Application The design guidelines for CORC type high temperature superconductors were established. The electromagnetic field analysis method of CORC type high temperature superconducting conductor is established independently in consideration of the shunt phenomenon which must occur in the structure of CORC type high temperature superconducting conductor. In consideration of shunt phenomenon, electromagnetic field analysis, construction of CORC type high temperature superconductor, contact resistance between layers, contact resistance between power supply and contact part, resistance to external magnetic field and temperature change, uniform resistance of superconductor layer, calculation of current distribution between layers, and construction of possible uniform circuit. In the future, the CORC type high temperature superconducting conductor design parameters, the number of layers, the diameter of copper core and the number of high temperature superconducting conductor, the conductor shape, the amplitude of high temperature superconducting conductor and the thickness of copper layer, etc., the conductor critical current and the conductor diameter constraints, and the conductor design parameters are established.

项目成果

SCSCケーブルの研究開発の進捗（2022年秋）（5）：層間偏流を考慮したSCSCケーブルの全損失解析

SCSC电缆研发进展（2022年秋季）（五）：考虑层间漂移的SCSC电缆总损耗分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 江崎 友哉;曽我部 友輔;雨宮 尚之
• 通讯作者: 雨宮 尚之

Influence of non-uniform current distribution among layers on ac loss characteristics of multilayer spiral copper-plated striated coated-conductor cables

层间电流分布不均匀对多层螺旋镀铜条纹涂层导体电缆交流损耗特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Sogabe Yusuke;Ezaki Yuya;Harimaya Minoru;Amemiya Naoyuki
• 通讯作者: Amemiya Naoyuki