高出力密度アキシャルギャップ型全高温超伝導誘導電動機の基礎研究

カゴ形誘導機の2次導体を高温超伝導線材で構成して超伝導的に短絡したHTS誘導機は，誘導機と同期機の機能を併せ持った新しい回転機である。この特徴は，回転数や容量に依存せず，また界磁励磁が不要であることから，広範囲な輸送機器応用が期待できる。本研究では，HTS線材で構成が容易なコイルを用い，高空隙磁界・高導体利用率・トルク発生面最大化を同時に実現できるトロイダル巻線固定子を用いたアキシャルギャップ型高温超伝導誘導機(HTS-AGIM)を提案する。電磁界解析とHTSの電磁的・熱的特性を考慮した等価回路解析及び負荷側機械特性を連成することによりHTS-AGIMの回転機特性の解析モデルを開発し，小型モデル機を用いた妥当性検証を行い，HTS-AGIMの電磁設計手法を構築する。よって， HTS-AGIMの基盤技術の構築に寄与することを目的としている。2022年度は，HTS-AGIMの特性解析手法の開発及び妥当性検証，更に特性評価を行うためのベースになる小型モデル機の開発を進めた。当初の設計では，固定子用コアは，測定時のコイル組換えを容易にするために分割型を予定していた。しかしながら，機械加工上の問題が明らかになり，分割コア構造は断念して一体コア構造に設計変更を行った。それに付随して，シャフト・軸受・フレーム・電流供給端子なども再設計した。また，ヘガネス社の生産計画の関係から，プロトタイピング材の納期が遅れた。これらの影響により，固定子コア及びコアサポートの製作を優先して行った。また，固定子巻線のモデルを作製し，通電特性(磁界分布・臨界電流・交流損失の測定)を実施し，基礎データの収集と整理を行った。また，固定子コアに銅コイルを巻線して3相交流通電時の損失を測定し銅損を差し引くことにより，起磁力と鉄損の関係を導出し，今後の特性評価のための基礎データとした。

カゴ形誘導機の2次導体を高温超伝導線材で構成して超伝導的に短絡したHTS誘導機は，誘導機と同期機の機能を併せ持った新しい回転機である。この特徴は，回転数や容量に依存せず，また界磁励磁が不要であることから，広範囲な輸送機器応用が期待できる。本研究では，HTS線材で構成が容易なコイルを用い，高空隙磁界・高導体利用率・トルク発生面最大化を同時に実現できるトロイダル巻線固定子を用いたアキシャルギャップ型高温超伝導誘導機(HTS-AGIM)を提案する。電磁界解析とHTSの電磁的・熱的特性を考慮した等価回路解析及び負荷側機械特性を連成することによりHTS-AGIMの回転機特性の解析モデルを開発し，小型モデル機を用いた妥当性検証を行い，HTS-AGIMの電磁設計手法を構築する。よって， HTS-AGIMの基盤技術の構築に寄与することを目的としている。2022年度は，HTS-AGIMの特性解析手法の開発及び妥当性検証，更に特性評価を行うためのベースになる小型モデル機の開発を進めた。当初の設計では，固定子用コアは，測定時のコイル組換えを容易にするために分割型を予定していた。しかしながら，機械加工上の問題が明らかになり，分割コア構造は断念して一体コア構造に設計変更を行った。それに付随して，シャフト・軸受・フレーム・電流供給端子なども再設計した。また，ヘガネス社の生産計画の関係から，プロトタイピング材の納期が遅れた。これらの影響により，固定子コア及びコアサポートの製作を優先して行った。また，固定子巻線のモデルを作製し，通電特性(磁界分布・臨界電流・交流損失の測定)を実施し，基礎データの収集と整理を行った。また，固定子コアに銅コイルを巻線して3相交流通電時の損失を測定し銅損を差し引くことにより，起磁力と鉄損の関係を導出し，今後の特性評価のための基礎データとした。