Electromagnetic field analyses of CORC-type HTS cables considering current distribution among layers

考虑层间电流分布的 CORC 型高温超导电缆电磁场分析

• 批准号: 22K14238
• 负责人: 曽我部 友輔
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14238/
• 关键词: 高温超伝導; CORC導体; 電磁界解析; 交流損失; 線材磁化

高磁界を発生させる加速器用高磁界電磁石や交流通電・外部磁界が印加される環境で使用される回転機の電機子巻線などへの応用が期待される高温超伝導集合導体の一つである「CORC型高温超伝導導体」と呼ばれる導体を対象とした層間分流を考慮した電磁界解析手法の創出を目的とし、分流現象を考慮に入れた電磁界解析モデルの構築、並びにCORC型高温超伝導導体の設計指針の確立に着手した。CORC型高温超伝導導体の構造上必ず発生する分流現象を考慮した電磁界解析はいまだ実現されておらず、分流現象を考慮したCORC型高温超伝導導体の電磁界解析手法の構築は独自であり、これによって加速器用電磁石や電気機器応用実現に向けての課題である遮蔽電流磁界・交流損失を抑制する手法の確立につながる研究である。分流現象を考慮に入れた電磁界解析モデルの構築では、CORC型高温超伝導導体の形状や層間の接触抵抗、電源との接続部における接続抵抗、外部から印加される磁界や温度によって変化する超伝導層の等価的抵抗などの要因から決まる層間の電流分布を計算可能な等価回路モデルを構築した。また、今後、種々のCORC型高温超伝導導体を対象として評価を行うにあたり、CORC型高温超伝導導体の設計に関して、層数、銅芯の径や高温超伝導線の本数といった導体形状、高温超伝導線の幅や銅層厚さ等を変更し、導体臨界電流や導体径を制約条件とした種々の導体設計を行うための指針を確立した。

它是高温超导集体导体之一，有望应用于产生高磁场的加速器用强磁场电磁体，以及在施加交流电流和施加外部磁场的环境中使用的旋转机器的电枢绕组“CORC型高温超导体”该项目的目的是创建一种考虑到称为“导体”的导体中的层间分流的电磁场分析方法，构建考虑到分流现象的电磁场分析模型，并建立 CORC 型的设计指南高温超导导体开始。尚未实现考虑由于CORC型高温超导结构而不可避免地发生的分流现象的电磁场分析，并构建了CORC型高温超导导体的电磁场分析方法考虑到分流现象的研究是独一无二的，该研究将导致建立一种抑制屏蔽电流磁场和交流损耗的方法，这是实现加速器磁体和电气设备中的应用的问题。在构建考虑分流现象的电磁场分析模型时，我们需要考虑CORC高温超导体的形状、层间接触电阻、与电源连接处的连接电阻，并构建了等效电路模型，可以计算由导电层的等效电阻等因素确定的层间电流分布。此外，在今后对各种CORC型高温超导导体的评估中，我们将考察CORC型高温超导导体的设计，包括层数、铜芯直径、高温超导层数等。我们通过改变导线的宽度、铜层的厚度等，并使用导体临界电流和导体直径作为约束，建立了设计各种导体的指南。

项目成果

SCSCケーブルの研究開発の進捗（2022年秋）（5）：層間偏流を考慮したSCSCケーブルの全損失解析

SCSC电缆研发进展（2022年秋季）（五）：考虑层间漂移的SCSC电缆总损耗分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 江崎 友哉;曽我部 友輔;雨宮 尚之
• 通讯作者: 雨宮 尚之

Influence of non-uniform current distribution among layers on ac loss characteristics of multilayer spiral copper-plated striated coated-conductor cables

层间电流分布不均匀对多层螺旋镀铜条纹涂层导体电缆交流损耗特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Sogabe Yusuke;Ezaki Yuya;Harimaya Minoru;Amemiya Naoyuki
• 通讯作者: Amemiya Naoyuki