大容量交流超伝導導体の最適化設計手法の研究

大容量交流超导导体优化设计方法研究

基本信息

批准号：
10750205
负责人：
福井聡
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750205/
关键词：
交流損失縦磁界大容量交流超伝導導体

项目摘要

大容量交流超伝導導体の最適化設計を行うには,導体の交流損失特性と安定性を評価する必要がある.これら両者は,導体のさらされる磁気的環境に大きく依存するため,実用機器における導体の使用環境を考慮して評価する必要がある.従って,本年度の研究では,上記の点を系統的に解明することまず第一の目的とした.そこで,大容量超伝導導体の交流損失を最小にし,安定性を損なわない導体構造の最適化設計手法の開発のため,それらの交流損失特性を評価した.これにあたり,まず素線およびケーブル導体として最も電流容量の小さい(6+1)本撚りケーブルの損失特性を実用電力機器の巻線中における電磁界環境を模擬した状況下で評価した.この点については,従来の我々の研究成果でも部分的には得られているが,系続的な評価は行っていなかった.今年度の研究では,まず撚りのピッチと向きを変えた数種類の素線および1次ケーブルを用意し,それらの交流損失特性と外部縦磁界の向きと大きさ,及び素線の撚りピッチとの関係について,系統的な評価を行った.その結果,外部縦磁界と素線内部に発生する自己縦磁界の向きが同じ場合,外部縦磁界の大きさと向きに対応させて素線及びケーブルの撚りピッチを適正に調整することにより,交流損失を最小化できることが明らかになった.さらに,交流損失を最小化できる素線撚りピッチの最適化条件を得る手法を開発できた.この結果を用いて,素線を36本束ねた電流容量が2kA級のケーブル導体を設計・試作し,その評価を行った.その結果,本手法の妥当性を示すことができた.これにより,交流超伝導導体の大容量化に対して,有用な知見が得られた.

为了优化大容量交流超导导体的设计，需要评估导体的交流损耗特性和稳定性。由于这两者都高度依赖于导体所暴露的磁环境，因此有必要对导体的交流损耗特性和稳定性进行评估。为了评估导体的交流损耗特性和稳定性，有必要考虑其使用环境来评估导体，因此，今年研究的首要目标是系统地阐明上述几点。提高稳定性为了开发一种不损坏导体结构的优化设计方法，我们评估了它们的交流损耗特性。在此过程中，我们首先评估了（6+1）真实绞合电缆的损耗特性，该电缆在裸线中具有最低的电流容量。评估是在模拟实际电力设备绕组中的电磁场环境的条件下进行的。虽然我们之前的研究在这一点上已经取得了一些成果，但还没有进行系统的评估。不是。在今年的研究中，我们首先准备了几种不同绞距和方向的电线和初级电缆，并将它们的交流损耗特性与外部纵向磁场的方向和大小以及电线的绞距进行了比较。关系我们进行了系统的评估，结果是，当外部纵向磁场和股线内部产生的自垂直磁场方向相同时，股线和电缆的捻距可以根据需要进行调整。调整好外部纵向磁场的大小和方向。很明显，通过使用集束电流可以最大限度地减少交流损耗我们设计并制作了容量为2kA级的电缆导体，并对其进行了评估。结果，我们能够证明该方法的有效性。这使得它对于提高交流超导导体的容量很有用。的知识。