磁束線可逆効果を利用した超伝導体交流損失の低減

利用可逆磁通线效应减少超导体交流损耗

• 批准号: 13750279
• 负责人: 小田部 荘司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750279/
• 关键词: 磁束線可逆運動; 交流損失; Campbellモデル

超伝導線材の交流損失を低減するために、マトリックスに埋め込まれているフィラメントを細線化することにより、磁束線の運動をピンニング・ポテンシャル内に制限し磁束線可逆効果を利用する方法がある。実際に金属系超伝導Nb-Ti極細多芯線や酸化物超伝導Bi-2223銀シーステープではこの効果が確かめられている。この現象の理論的な解明が望まれるが、これまでは臨界電流密度の磁界依存性を無視したCampbellモデルにより説明が試みられていた。このため、磁界依存性が大きい低磁界のところで理論と実験の違いが大きかった。本研究では、この問題を解決するために臨界電流密度の磁界依存性を考慮した修正Campbellモデルを考え、新しく超伝導体内部の磁束密度分布を求めることのできる二階の微分方程式を導き出した。そしてこの微分方程式を数値的に解き、内部の磁束分布から磁化を求め、最終的に交流損失の見積もりを行った。その結果、外部磁界を変化させたときの磁化曲線はマイナー曲線からメジャー曲線まで正しく一致しており、従来の不可逆な磁束線の運動を正しく求めることができていることが分かった。次に中磁界振幅では磁束線の動きは可逆運動を含み、完全に不可逆な臨界状態モデルの予想よりも小さな交流損失を得ることができた。また可逆運動が顕著なほど交流損失が小さくなる様子を確認することができた。したがって、実験結果をある程度説明することに成功した。今後は小振幅の計算では今回の課程が不十分であり計算ができなかったので、この点について研究を進める必要がある。

A method for reducing AC losses of superconductors and reducing the motion of magnetic beams is proposed. In fact, metal superconductors Nb-Ti ultrafine multicore wires and acid superconductors Bi-2223 silver alloy have been successfully prepared. The theoretical solution of this phenomenon is expected to be explained by Campbell's theory of magnetic dependence of critical current density. The dependence of the magnetic field is large and low. In this study, the second order differential equation is derived by considering the dependence of the critical current density on the magnetic field. The solution of the differential equation, the distribution of the internal magnetic beam, the magnetization, and the final AC loss are calculated. As a result, the magnetization curve of the external magnetic field is changed, and the magnetization curve is changed. The amplitude of the magnetic field is equal to the amplitude of the magnetic field. The motion of the magnetic field is equal to the reversible motion. The irreversible critical state is equal to the expected AC loss. Reversible motion is recognized as a small AC loss. The results show that In the future, the calculation of small amplitude is not very important. The calculation is not very important. The research is necessary.

项目成果

E.S.Otabe et al.: "Numerical analysis of AC current loss in QMG fault current limiter by finite element method"Physica C. 382. 127-131 (2002)

E.S.Otabe 等：《QMG 故障限流器中交流电流损耗的有限元法数值分析》Physica C. 382. 127-131 (2002)

E.S.Otabe et al.: "Current-Voltage Characteristics in a Superconducting Bi-2223 Tape in the Range of Very Low Electric Field"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.11,No.1. 3935-3938 (2001)

E.S.Otabe 等人：“极低电场范围内超导 Bi-2223 磁带的电流电压特性”IEEE 应用超导汇刊。

E.S.Otabe et al.: "AC current loss of a meander-shaped QMG current limiting device"Physica C. 357-360. 878-881 (2001)

E.S.Otabe 等人：“曲折形 QMG 限流装置的交流电流损耗”Physica C. 357-360。