講義コード
授業番号
授業科目名超伝導応用機器特論
科目名(英題)
講義題目
授業科目区分アドバンス科目(電気システム工学分野)
開講年度2009
開講学期後期
曜日時限
必修選択選択
単位数2.0
担当教員岩熊成卓
対象学部等システム情報科学府・電気電子工学専攻
対象学年修士1年
開講地区伊都地区
履修条件履修条件は特に定めない。
授業概要本講義では、酸化物超伝導体の材料物性や電磁物性を従来の金属系超伝導体と対比させることにより、超伝導マグネットテクノロジーとして確立されてきた従来のコイル設計理論について、酸化物超伝導体を電気機器に活用する場合に再検討・再構築すべき点を明確にし、超伝導体の電気機器への応用開発研究の現状と今後の課題を講義する。
全体の教育目標酸化物超伝導体が発見されて20年が経過し、超伝導材料自体の開発から超伝導システムの開発へと研究フェーズも移行しつつある。高温酸化物超伝導線材を用いた超伝導電気機器を実現するにあたって、従来の金属系低温超伝導材料に対する酸化物系高温超伝導材料の優位性を、材料物性のみならず冷却技術や経済性まで含めたマグネットテクノロジーの観点から理解することを目的とする。
個別の学習目標(1)超伝導体の臨界電流、交流損失等の基礎的電磁現象の発現機構を理解する。
(2)超伝導コイルの安定性の概念を理解する。
(3)その上で、低温超伝導線材と高温超伝導線材について、線材・導体構成法、低交流損失化法、大電流容量化法、コイル保護法等、超伝導機器への応用に際して基礎となる手法の相違を理解する。
授業計画授業は次の項目で構成する。コマ数は目安であり、授業の進み具合によって適宜調整する。
1.臨界電流:磁束の量子化と磁束ピンニング
2.超伝導バルク体の交流損失(履歴損失)とその低減策
3.金属系低温超伝導多芯線材の交流損失とその低減策
4.高温酸化物超伝導テープ線材の開発の現況
5.冷却と安定性に関する動作温度の効用
6.超伝導巻線の冷却方法:浸漬冷却と伝導冷却
7.冷却効率と機器の実質効率
8.電気機器超伝導化に際する機器設計手法の相違
9.超伝導機器への応用の実例(1)
10.超伝導機器への応用の実例(2)
11.超伝導機器への応用の実例(3)
12.超伝導機器への応用の実例(4)
13,超伝導機器への応用の実例(5)
14.超伝導機器への応用の実例(6)
15.超伝導機器への応用の実例(7)
キーワード超伝導、電気機器、交流損失
授業の進め方配主にゼミ形式、一部ノート講義を行う。テーマ毎に、関連する文献及び書籍を指示する。
テキスト
参考書参考図書:松下照男、長村光造、住吉文夫、圓福敬二著 「超伝導応用の基礎」 米田出版
学習相談教員室(場所は授業中に提示する)で学習相談を行います。希望する者は、事前に電子メールで相談希望日時、相談内容を連絡し、予約して下さい。
試験/成績評価の方法等課題レポート(70%)
口頭試験(30%)
その他超伝導の電気伝導・電磁現象の発現機構の理解を通して、超伝導技術の魅力、迫力を理解してもらいたい。