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

氧化物高温超导线材与集体导体综合降低交流损耗方法研究

• 批准号: 15760194
• 负责人: 福井 聡
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760194/
• 关键词: Y系線材; Bi系線材; 交流損失; 通電損失; 磁化損失; 最適化設計; 集合導体

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。

本研究重点关注具有最先进导线技术的铋基和钇基导线及其集合导体，并整合从导线到集合导体的各个结构，以适应应用设备的电磁环境。阐明一种设计方法，并与当前情况相比显着减少交流损耗。为了阐明氧化物高温超导线材的交流损耗机理，今年的研究首先将直流和交流磁场应用到钇基导线上，同时改变施加到导线上的外部磁场的方向，同时与此同时，对铋基导线进行了类似的测量，以阐明其特性的异同，并根据所施加磁场的类型系统地组织损耗特性。通过将我们开发的分析模型的分析结果与从上述测量获得的损耗数据进行比较，验证了模型的有效性。结果表明，我们的分析模型可以很好地解释通过测量获得的线材的交流损耗特性。我们还开发了一个模型来分析由大量氧化带线捆绑在一起制成的集体导体的损耗特性。基于该聚合导体分析模型，我们定量研究了一种聚合导体结构，该结构可以通过使聚合导体中的电流分布均匀来同时实现损耗的显着降低和容量的增加。今后，根据本研究的结果，我们将从理论上导出与单根导线的情况相比，通过制作集合导体可以降低损耗的条件，并进行导线的试设计和设计。集体指挥。

项目成果

Proposal of Numerical Model for Current Distribution Analysis in High Temperature Superconducting Parallel Conductor

高温超导并联导体电流分布分析数值模型的提出

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physica C 412-414
• 作者: A.Watabe;et al.
• 通讯作者: et al.

S.Fukui, H.Tonsho, H.Nakayama, M.Yamaguchi, S.Torii, K.Ueda, T.Takao: "Numerical Evaluation of Measured AC loss in HTS Tape in AC Magnetic Field Carrying AC Transport Current"Physica C. Vol.392-396. 224-228 (2003)

S.Fukui、H.Tonsho、H.Nakayama、M.Yamaguchi、S.Torii、K.Ueda、T.Takao：“在承载交流传输电流的交流磁场中 HTS 磁带中测量的交流损耗的数值评估”Physica C.

Numerical evaluation of AC loss in high temperature superconducting coil

• DOI: 10.1109/tasc.2004.830027
• 发表时间: 2004-08
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity
• 影响因子: 1.8
• 作者: H. Tonsho;M. Toyoda;S. Fukui;M. Yamaguchi;T. Sato;M. Furuse;H. Tanaka;K. Arai;M. Umeda

Numerical Analysis of AC Loss and Current Distribution Characteristics of Co-Axial Multi-Layer Superconducting Cable

同轴多层超导电缆交流损耗和电流分布特性的数值分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Vol.14,No.2
• 作者: A.Watabe;et al.
• 通讯作者: et al.