酸化物高温超伝導線材・集合導体の統合的交流損失低減手法の研究

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本研究では線材技術が最も進歩しているビスマス系・イットリウム系線材とそれらの集合導体に主たる焦点をあて,応用機器での電磁環境に即した線材から集合導体までの各構造をそれぞれ統合的に設計し,交流損失を現状より大幅に低減する手法を明らかにすることを目的する。酸化物高温超伝導線材の交流損失メカニズムを解明するため,今年度の研究ではまず,イットリウム系線材に直流及び交流磁界を印加し,線材への外部磁界の印加方向を変化させながら,交流通電時の通電損失・磁化損失の同時測定を行った.同時にビスマス系線材についても同様の測定を行い,特性の類似点・相違点を明確化し,損失特性を印加磁界の形態別に体系的に整理した。既に我々が開発した解析モデルによる解析結果と上記測定で得られた損失データを比較し,モデルの妥当性を検証した。その結果,我々の解析モデルは,測定で得られた線材の交流損失特性を良く説明できることがわかった。また,酸化物テープ線材を多数本束ねた集合導体の損失特性を解析するモデルを開発した。この集合導体解析モデルに基づき,集合導体において大幅な低損失化と電流分布の均一化による大容量化が同時に図れる集合導体構造についての定量的検討を行った。今後は本研究の成果を踏まえ,集合導体化により線材単独の場合より損失が低減できる条件を理論的に導き,線材及び集合導体を試設計する。