高温超電導磁気軸受の高機能化とその応用および特性解析

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本研究では、第一段階として超電導磁気軸受の問題点である導入・運用時の高コスト化の改善として超電導磁気軸受の高機能を実現するために高温超電導体の利用効率増大を実現すると共に、受動型永久磁石磁気軸受と複合させたハイブリッド磁気軸受として高機能化、支持力の高密度化を実施し、かつ無制御で安定化を実現することを目的としている。そこで本年度は高温超電導体の配置、構成変化とそれぞれに対する非接触復元力特性の変化について解明を実施した。具体的には①HTSC境界の配置構成を変化させた際の各種条件での高温超電導状態における、界磁下での復元力測定。②境界条件と復元力特性との関係の解明。③磁場解析により界磁部構成の検討とこれを実現する界磁ステータの磁気回路の実現。さらに、高温超電導体の表面形状に段差形状を加工したものを用い、形状変更による復元力の変化について解析を実施した。これらの研究を実施した結果、配置構成を変化させ、複数の高温超電導体間に空隙を設けて配置した場合は特定条件下で復元力特性が向上することが明らかになりこれらの結果をまとめたものを学術論文「高温超電導体配置による復元力特性変化」として発表した。さらに、高温超電導体表面の形状変更についての復元力特性変化についても、Tooth状形状部に磁束集束した磁束を侵入させることで、全方向で復元力特性が向上することが確認され、これはTooth形状の幅に依存して向上率が変化することも確認できた。以上の結果から高温超電導体の使用量を削減させながら軸受として重要な非接触復元力特性を向上させることが可能であることが確認された。