Research on fully high temperature superconducting induction/synchronous motors that realize fail-safe drive in non-superconducting states

实现非超导状态故障安全驱动的全高温超导感应/同步电机研究

• 批准号: 22H01471
• 负责人: 中村 武恒
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01471/
• 关键词: 高温超伝導モータ; かご形誘導モータ; 同期回転; 超伝導／常伝導ハイブリッド導体; 非超伝導駆動

2022年度は、以下の研究を実施した。(i) 高温超伝導回転子の試設計と特性検討：まず、研究代表者が提案している線電流&自己組織化設計法を用いて、高温超伝導誘導同期モータの試設計を行い、トルクリップルの低減に成功した。(ii) 高温超伝導回転子の設計と解析的特性検討：項目(i)の結果をベースにした2次元電磁界解析プログラムを開発し、回転子中における高温超伝導ロータバーの非線形電流輸送特性に起因する遮蔽電流の振る舞いを明らかにした。その結果をもとに、高温超伝導かご形巻線の具体的構造を検討した。さらに、上記高温超伝導かご形巻線に追加する常伝導かご形巻線の検討も行った。その際に、既試作の50 kW級機の室温運転を行い、成功した試験データを参考にして、高温超伝導ロータバーと常伝導ロータバーの間の電気的接触法を検討した。(iii) 高温超伝導固定子の設計と特性検討：全ての巻線を高温超伝導化する全高温超伝導誘導同期モータに関する過去のデータを詳細に分析し、三相平衡電圧入力する固定子巻線に高温超伝導導体を用いる場合には、三相不平衡電流に伴って焼損のリスクがあることを示した。従って、全高温超伝導誘導同期モータを駆動する際には、電流制御型インバータの使用が必須である。その前提の上で、銅安定化層を有する希土類系高温超伝導テープ（77 Kにおける臨界電流: 150 A程度）の室温直流通電試験を実施したところ、16 A超まで焼損無く流せることを確認した。なお、上記16 A通電時のテープ表面温度は90℃であった。(iv) その他：本研究成果を展開できる可能性のあるフォールトトレランスを有する新構造モータとして、ハルバッハ永久磁石と高温超伝導磁石による新構造デュアルローター同期機を提案した。

In the year 2022, the following studies will be conducted. (I) High temperature overload lead-back sub-test design characteristics: the research representative proposes to simulate the use of current & self-configuration design method, high-temperature overload lead to the same period of high-temperature cycle design design practice, high-temperature temperature response cycle low-temperature design successfully. (ii) High temperature superconductor sub-design analysis of the characteristics: item (I) results on the two-dimensional magnetic field analysis of the magnetic field analysis, the high temperature response in the return subset causes the transmission characteristics of the non-shaped power flow due to the shielding of the current, the vibration dance and the transmission of the transmission characteristics. The results show that the high temperature and high temperature lead to the shape of the line to create a specific temperature response. The high-temperature and high-temperature superconductors are required to increase the number of lines and lines of operation. This is not only possible, but also an attempt to operate a 50 kW machine at room temperature, a reference temperature for a successful engine, and a contact method for thermal power generation. (iii) High temperature superconductor fixture characteristic test: full-cycle lead high-temperature superconductor full-temperature superconductor full-temperature superconductor simultaneity thermal cycle thermal analysis, three-phase balanced power supply, fixed-line high temperature superconductor, three-phase unbalanced current coupled with thermal conductivity, and three-phase unbalanced current with thermal conductivity. Heating, all-high-temperature superheating leads to the use of automatic heating equipment in the same period, and the use of electric current system is necessary. The premise is that the high temperature superconductor of the earth system (77 K thermal current: 150 A) is used for temperature direct flow at room temperature, and the temperature is 16 A, and the temperature is 16 A. The temperature of the surface is 90 ℃ and the temperature is 60 ℃ when the electricity is switched on at 16A. (iv) he: the results of this research are open to the possibility that there are many new equipment, such as permanent magnets, high-temperature superconducting magnets, high-temperature superconducting magnets, and the proposal for the same period of time.