Development of Fully Superconducting Thrust Linear Actuator Using Temperature Superconductors
利用温度超导体开发全超导推力线性执行器
基本信息
- 批准号:09555086
- 负责人:
- 金额:$ 8.32万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1999
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In the project, we studied and developed elementary technology for fully superconducting linear actuators with high temperature superconducting (HTS) primary windings and a thruster made of HTS bulks.An electric direct-drive linear actuator with high thrust force has great potential needs in the field of industrial automation. Rapid and exact force control is possible by the electric direct-drive system, which is difficult by other methods such as hydraulic system and gear-and motor system. To obtain high thrust force using an electric direct-drive system of copper windings, however, current density of the windings should be very high and the joule heating in the windings becomes very high. Therefore, the actuator needs a large capacity power supply and a large size water cooling system. On the other hand, the fully superconducting actuator can be more compact and have higher thrust force with much smaller power loss than the copper actuator. It only needs small size power supply and the cooling system can be much smaller than the water cooling system for the copper actuator.We made a model actuator with a primary winding wound of Bi/Ag sheathed tape and thruster with a YBCO bulk and studied basic of thrust force.We made an analytical model to calculate the thrust force and showed the validity of the analysts. We also studied AC loss characteristics of the primary windings and the bulk superconductors which are important data for designing the actuator. We developed a method to magnetize a bulk array with alternative polarity for the thruster and proved the method worked well.
在本项目中,我们研究和开发了具有高温超导(HTS)初级绕组的全超导直线驱动器和由HTS块材制成的推力器的基础技术。具有高推力的电动直驱直线驱动器在工业自动化领域具有巨大的潜在需求。电直接驱动系统可以实现液压系统、齿轮-电机系统等其他方法难以实现的快速、精确的力控制。然而,为了使用铜绕组的电直接驱动系统获得高推力,绕组的电流密度应该非常高,并且绕组中的焦耳加热变得非常高。因此,执行机构需要大容量的电源和大尺寸的水冷却系统。另一方面,全超导致动器可以比铜致动器更紧凑,并且具有更高的推力和更小的功率损耗。该驱动器只需小尺寸电源,冷却系统可以比铜驱动器的水冷系统小得多,我们制作了一个初级绕组为Bi/Ag护套带绕制的驱动器模型和一个YBCO块体的推力器模型,研究了推力的基本原理,建立了一个计算推力的解析模型,并验证了分析的正确性。研究了一次绕组和超导体的交流损耗特性,为驱动器的设计提供了重要数据。提出了一种用于推进器的块体阵列交替磁化方法,并证明了该方法的有效性。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
小林敦之: "高温全超電導リニアアクチュエータの一次巻線の電流電圧特性" 電気学会研究会資料・超電導応用電力機器研究会. (1999)
Atsuyuki Kobayashi:“高温全超导线性致动器初级绕组的电流-电压特性”IEEJ 研究组材料/超导应用电力设备研究组 (1999)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
O. Tsukamoto: "Magnetization of HTS bulk-array with alternate polarities for linear superconducting actuator"To be presented at ICMC July 2000. (2000)
O. Tsukamoto:“用于线性超导致动器的具有交替极性的 HTS 体阵列的磁化”将于 2000 年 7 月在 ICMC 上发表。(2000)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
宮城大輔,塚本修巳, 他: ""直流外部磁場における高温超電導テープ線材の交流通電損失特性"" 電気学会研究会資料 ASC-98-9,LD-98-9,. 13-19 (1998)
Daisuke Miyagi、Osumi Tsukamoto 等人:“直流外部磁场中高温超导带线的交流传导损耗特性”IEEJ 研究组材料 ASC-98-9、LD-98-9、13-19 (1998)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
A. Kobayashi: "Development of Fully superconducting Liner Actuator with bi/Ag Sheathed Type Windings and YBCO Bulk Thruster"Advances in superconductivity XI. 11. 1365-1368 (1999)
A. Kobayashi:“开发具有双/银护套型绕组和 YBCO 散装推进器的全超导线性执行器”超导进展 XI。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
A. Kobayshi, O. Tsukamoto, S. Hahakura, K, Ohmatsu, and K. Sato: "Development of Fully Superconducting Linear Actuator with Bi/Ag Sheathed Tape windings and YBCO Bulk Thruster"Adv. in Superconductor XI. Vol. 11. 1365-1368 (1999)
A. Kobayshi、O. Tsukamoto、S. Hahakura、K、Ohmatsu 和 K. Sato:“采用 Bi/Ag 护套胶带绕组和 YBCO 散装推进器的全超导线性致动器的开发”Adv.
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- 批准号:
14102019 - 财政年份:2002
- 资助金额:
$ 8.32万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 8.32万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)














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