大容量交流超伝導導体の最適化設計手法の研究

大容量交流超导导体优化设计方法研究

• 批准号: 10750205
• 负责人: 福井 聡
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750205/
• 关键词: 交流損失; 縦磁界; 大容量交流超伝導導体

大容量交流超伝導導体の最適化設計を行うには,導体の交流損失特性と安定性を評価する必要がある.これら両者は,導体のさらされる磁気的環境に大きく依存するため,実用機器における導体の使用環境を考慮して評価する必要がある.従って,本年度の研究では,上記の点を系統的に解明することまず第一の目的とした.そこで,大容量超伝導導体の交流損失を最小にし,安定性を損なわない導体構造の最適化設計手法の開発のため,それらの交流損失特性を評価した.これにあたり,まず素線およびケーブル導体として最も電流容量の小さい(6+1)本撚りケーブルの損失特性を実用電力機器の巻線中における電磁界環境を模擬した状況下で評価した.この点については,従来の我々の研究成果でも部分的には得られているが,系続的な評価は行っていなかった.今年度の研究では,まず撚りのピッチと向きを変えた数種類の素線および1次ケーブルを用意し,それらの交流損失特性と外部縦磁界の向きと大きさ,及び素線の撚りピッチとの関係について,系統的な評価を行った.その結果,外部縦磁界と素線内部に発生する自己縦磁界の向きが同じ場合,外部縦磁界の大きさと向きに対応させて素線及びケーブルの撚りピッチを適正に調整することにより,交流損失を最小化できることが明らかになった.さらに,交流損失を最小化できる素線撚りピッチの最適化条件を得る手法を開発できた.この結果を用いて,素線を36本束ねた電流容量が2kA級のケーブル導体を設計・試作し,その評価を行った.その結果,本手法の妥当性を示すことができた.これにより,交流超伝導導体の大容量化に対して,有用な知見が得られた.

Large-capacity AC superconductor is designed to optimize the design performance, and the stability of AC loss characteristics of the device is very important. The environment of the magnetic machine depends on the environment, and the use of the machine is related to the use of the environment. In the course of this year's study, we will note that the first purpose of this year's research is to understand the first purpose of the system. For high-capacity superconductor, the AC loss is minimum, the stability is optimized, and the AC loss characteristic is improved. The current capacity is very small. (6

项目成果

平澤巧,福井聡,山口貢,佐藤孝雄: "超電導多層ケーブルの電流分布と交流損失に与える導体構造の影響" 電気学会研究会資料. 29-34 (1999)

Takumi Hirasawa、Satoshi Fukui、Mitsugu Yamaguchi、Takao Sato：“导体结构对超导多层电缆中电流分布和交流损耗的影响”IEEJ 研究组材料 29-34 (1999)。

S.Fukui,O.Tsukamoto,K.Negishi: "AC loss of low temperature superconducting AC wire caused by longitudinal and azimuthal AC magnetic field components" Physica C. 310. 142-146 (1998)

S.Fukui，O.Tsukamoto，K.Negishi：“由纵向和方位角交流磁场分量引起的低温超导交流线的交流损耗”Physica C. 310. 142-146 (1998)

S.Fukui,K.Negishi et al.: "AC Loss of Multifilamentary Superconducting AC Wire caused by Longitudinal and Azimuthal AC Magnetic Field Components" IEEE Transaction on Applied Superconductivity. (発表予定).

S.Fukui、K.Negishi 等人：“纵向和方位交流磁场分量引起的多丝超导交流线的交流损耗”IEEE 应用超导学报（待提交）。

S. Fukui, T. Hirasawa, et al.: "AC LOSS AND CURRENT DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF CO-AXIAL MULTI-LAYER CABLE CONDUCTOR"Advances in Cryogenic Engineering. (発表予定). (2000)

S. Fukui、T. Hirasawa 等人：“同轴多层电缆导体的交流损耗和电流分布特性”《低温工程进展》（即将出版）。

S. Fukui, T. Hirasawa, et al.: "Investigation of AC Loss and Current Distribution in Co-axially Assembled Cable Conductor of Multiple HTS Tapes"IEEE Transaction on Applied Superconductivity. (発表予定). (2000)

S. Fukui、T. Hirasawa 等人：“多 HTS 带同轴组装电缆导体中的交流损耗和电流分布的研究”IEEE 应用超导学报（即将出版）。