高溫超導電機：開發混合籠式繞組！
-高溫超導電機即使在常溫下運行也不會燒壞-
京都大學，
日本伊姆拉，
三菱重工，
我們開發了“即使在室溫下運行也不會燃燒高溫超導電機”的劃時代技術。
“超導體和普通導體的混合結構”允許電流逸出。
冰箱故障等：
即使取消超導狀態，電機也不會壞掉。
我們的目標是將其作為“高溫超導電機的故障安全功能”投入實際使用。
混合籠式繞組：
我們開發了一種“高溫超導體和普通導體並聯的混合鼠籠式繞組”。
在低溫下，
電機通過“通過沒有電阻的超導體傳遞大電流”來轉動。
在高溫下，
當溫度升高，超導狀態消失時，如冰箱發生故障時，電流通過正常導體。
超導體中的過電流：
如果過大的電流流過電阻高的超導體，它就會燒壞。
正常導體承受過大電流可以防止故障。
高溫超導電機的室溫與安全運行：
在實驗中，
一台50KW級的超導電機在室溫下可以輸出5.5KW的功率運行。
一台6KW級的超導電機在室溫下可以輸出1.5KW的功率運行。
“混合鼠籠式繞組消耗 460 安培的電流，”但沒有燒毀。
就算「汽車和飛機的超導馬達的超導性已經解決」，也有可能「開車一段時間就移動到安全點」。
(New Switch)-雅虎新聞
https://news.yahoo.co.jp/articles/51abf0a8cb192818108de743abd90db2559b0ff8
高溫超導電機：室溫運行成功！
– 運輸設備等實用化之路 –
日本的用電量：
-發電機供應日本大部分電力-
發電電機佔電力消耗的 55% 以上。
對超導材料的期待：
-超導材料作為提高發電效率的手段-
超導材料是
可以“以零電阻流過極大的電流”。
“此外，產生高磁場”提高發電效率，
它可以做得小、輕、緊湊。
一般超導旋轉電機的局限性：
然而，“一般的超導旋轉電機需要冷卻至-200℃或以下。”
如果冷卻系統出現故障，溫度升高，
失去超導狀態，因電阻的產生而發生燒毀。
迄今為止，這一直是超導旋轉電機實際應用中的一個主要問題。
京都大學工學部
Taketsune Nakamura 項目特聘教授
開發高溫超導體感應/同步電機。
高溫超導感應同步電動機的繞組具有“高溫超導體與普通導體的混合結構”。
我們成功地實現了“即使溫度上升到室溫也能以降低的輸出連續驅動”。
聯合研究成果：
ー日本井村與三菱重工的研究成果ー
於 2022 年 10 月 23 日至 28 日在應用超導會議（ASC’22，夏威夷）上發表。
被 IEEE Transactions on Applied Superconductivity 採用。
與三菱重工共同研究的結果
2022 年 11 月 29 日至 12 月 1 日在第 35 屆國際超導研討會 (ISS2022) 上發表。
https://www.t.kyoto-u.ac.jp/ja/research/topics/20230307
Moteurs supraconducteurs à haute température : développer des enroulements à cage hybrides !
-Même si un moteur supraconducteur à haute température fonctionne à température ambiante, il ne grillera pas-
Université de Kyoto,
Imra Japon,
Mitsubishi Heavy Industries,
Nous avons développé une technologie révolutionnaire qui “ne brûle pas un moteur supraconducteur à haute température même lorsqu’il fonctionne à température ambiante”.
“La structure hybride du supraconducteur et du conducteur normal” permet au courant de s’échapper.
Panne de réfrigérateur, etc. :
Le moteur ne se cassera pas même si l’état supraconducteur est annulé.
Notre objectif est de le mettre en pratique en tant que “fonction de sécurité pour les moteurs supraconducteurs à haute température”.
Bobinage cage hybride :
Nous avons développé un “enroulement hybride à cage d’écureuil dans lequel un supraconducteur à haute température et un conducteur normal sont mis en parallèle”.
à basse température,
Le moteur est mis en marche en « faisant passer un courant important à travers un supraconducteur qui n’a pas de résistance électrique ».
à des températures élevées,
Lorsque la température augmente et que l’état supraconducteur disparaît, comme lorsque le réfrigérateur fonctionne mal, un courant électrique traverse le conducteur normal.
Excès de courant dans le supraconducteur :
Si un courant excessif traverse un supraconducteur à haute résistance électrique, il grillera.
La défaillance peut être évitée en faisant en sorte que le conducteur normal supporte le courant excessif.
Température ambiante et fonctionnement sûr des moteurs supraconducteurs à haute température :
Dans l’expérience,
Un moteur supraconducteur de classe 50KW pourrait fonctionner avec une puissance de 5,5KW à température ambiante.
Un moteur supraconducteur de classe 6KW pourrait fonctionner avec une puissance de 1,5KW à température ambiante.
“L’enroulement à cage d’écureuil hybride consomme 460 ampères de courant”, mais il n’y a pas d’épuisement.
Même si “la supraconductivité des moteurs supraconducteurs des automobiles et des avions a été résolue”, il est possible de “se déplacer vers un point sûr en conduisant pendant un certain temps”.
(Nouveau commutateur) – Yahoo Actualités
Moteur supraconducteur haute température : Fonctionnement à température ambiante réussi !
– Route vers une utilisation pratique dans les équipements de transport, etc. –
Consommation d’électricité au Japon :
-Les générateurs fournissent la majeure partie de l’électricité du Japon-
Les moteurs de production sont responsables de plus de 55 % de la consommation d’électricité.
Attentes pour les matériaux supraconducteurs :
-Les matériaux supraconducteurs comme moyen d’améliorer l’efficacité de la production d’énergie-
Les matériaux supraconducteurs sont
Il est possible de “faire circuler un courant extrêmement important avec une résistance nulle”.
“De plus, la génération d’un champ magnétique élevé” améliore l’efficacité de la production d’énergie,
Il peut être petit, léger et compact.
Limitations des machines tournantes supraconductrices générales :
Cependant, “les machines rotatives supraconductrices générales doivent être refroidies à -200 ° C ou moins”.
Si le système de refroidissement tombe en panne et que la température augmente,
Il perd son état supraconducteur et l’épuisement se produit en raison de la génération de résistance.
Jusqu’à présent, cela a été un problème majeur dans l’application pratique des machines tournantes supraconductrices.
Faculté d’ingénierie, Université de Kyoto
Professeur spécifique au programme Taketsune Nakamura
Développement d’une machine à induction/synchrone supraconductrice à haute température.
Les enroulements du moteur synchrone à induction supraconducteur à haute température ont une “structure hybride de supraconducteur à haute température et de conducteur normal”.
Nous avons réussi à “conduire en continu avec une puissance réduite même lorsque la température atteint la température ambiante”.
Résultats de la recherche conjointe :
ーImura Japon, résultats de recherche avec Mitsubishi Heavy Industriesー
Présenté à l’Applied Superconductivity Conference (ASC’22, Hawaii) du 23 au 28 octobre 2022.
Adopté pour les transactions IEEE sur la supraconductivité appliquée.
Résultats de la recherche conjointe avec Mitsubishi Heavy Industries
29 novembre-1er décembre 2022 Présenté au 35e Symposium international sur la supraconductivité (ISS2022).
Supraleitende Hochtemperaturmotoren: Entwicklung von Hybrid-Käfigwicklungen!
-Auch wenn ein Hochtemperatur-Supraleiter-Motor bei Raumtemperatur betrieben wird, brennt er nicht durch-
Universität Kyoto,
Imra Japan,
Mitsubishi Heavy Industries,
Wir haben eine bahnbrechende Technologie entwickelt, die „einen hochtemperatur-supraleitenden Motor auch dann nicht verbrennt, wenn er bei Raumtemperatur betrieben wird“.
“Hybridstruktur aus Supraleiter und Normalleiter” lässt Strom entweichen.
Kühlschrank defekt etc.:
Der Motor geht auch dann nicht kaputt, wenn der supraleitende Zustand aufgehoben wird.
Wir wollen es als „Fail-Safe-Funktion für hochtemperatur-supraleitende Motoren“ in die Praxis umsetzen.
Hybrid-Käfigwicklung:
Wir haben eine „Hybrid-Käfigläuferwicklung entwickelt, bei der ein Hochtemperatur-Supraleiter und ein Normalleiter parallel geschaltet sind“.
bei niedrigen Temperaturen,
Der Motor wird gedreht, indem “ein großer Strom durch einen Supraleiter geleitet wird, der keinen elektrischen Widerstand hat”.
bei hohen Temperaturen,
Wenn die Temperatur ansteigt und der supraleitende Zustand verschwindet, wie beispielsweise bei einer Fehlfunktion des Kühlschranks, wird ein elektrischer Strom durch den normalen Leiter geleitet.
Überstrom im Supraleiter:
Fließt ein zu hoher Strom durch einen Supraleiter mit hohem elektrischem Widerstand, brennt er durch.
Ein Ausfall kann dadurch verhindert werden, dass der Normalleiter den zu hohen Strom übernimmt.
Raumtemperatur und sicherer Betrieb von Hochtemperatur-Supraleitermotoren:
Im Versuch,
Ein supraleitender Motor der 50-kW-Klasse könnte mit einer Leistung von 5,5 kW bei Raumtemperatur betrieben werden.
Ein supraleitender Motor der 6KW-Klasse könnte mit einer Leistung von 1,5KW bei Raumtemperatur betrieben werden.
„Die Hybrid-Käfigläuferwicklung zieht 460 Ampere Strom“, aber es gibt keinen Burnout.
Selbst wenn „die Supraleitfähigkeit der supraleitenden Motoren von Automobilen und Flugzeugen behoben ist“, ist es möglich, sich „an einen sicheren Punkt zu bewegen, indem man eine Weile fährt“.
(Neuer Switch)-Yahoo!-Nachrichten
Supraleitender Hochtemperaturmotor: Erfolgreicher Betrieb bei Raumtemperatur!
– Weg zum praktischen Einsatz in Transportmitteln etc. –
Stromverbrauch in Japan:
-Generatoren liefern den größten Teil von Japans Strom-
Generatormotoren sind für mehr als 55 % des Stromverbrauchs verantwortlich.
Erwartungen an supraleitende Materialien:
-Supraleitende Materialien als Mittel zur Verbesserung der Effizienz der Stromerzeugung-
Supraleitende Materialien sind
Es ist möglich, “einen extrem großen Strom ohne Widerstand fließen zu lassen”.
“Außerdem verbessert die Erzeugung eines hohen Magnetfelds” die Effizienz der Stromerzeugung,
Es kann klein, leicht und kompakt gemacht werden.
Einschränkungen allgemeiner supraleitender rotierender Maschinen:
“Allgemeine supraleitende rotierende Maschinen müssen jedoch auf -200 °C oder darunter gekühlt werden.”
Wenn das Kühlsystem ausfällt und die Temperatur ansteigt,
Es verliert seinen supraleitenden Zustand und es tritt ein Burnout aufgrund der Widerstandserzeugung auf.
Bisher war dies ein Hauptproblem in der praktischen Anwendung von supraleitenden rotierenden Maschinen.
Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Universität Kyoto
Taketsune Nakamura Programmspezifischer Professor
Entwicklung einer Hochtemperatur-Supraleiter-Induktions-/Synchronmaschine.
Die Wicklungen des Hochtemperatur-Supraleiter-Induktions-Synchronmotors haben eine “Hybridstruktur aus Hochtemperatur-Supraleiter und Normalleiter”.
Es gelang uns, „auch bei einem Temperaturanstieg auf Raumtemperatur mit reduzierter Leistung weiterzufahren“.
Gemeinsame Forschungsergebnisse:
ーImura Japan, Forschungsergebnisse mit Mitsubishi Heavy Industriesー
Präsentiert auf der Applied Supraconductivity Conference (ASC’22, Hawaii) vom 23. bis 28. Oktober 2022.
Angenommen für IEEE-Transaktionen zur angewandten Supraleitung.
Ergebnisse gemeinsamer Forschung mit Mitsubishi Heavy Industries
29. November bis 1. Dezember 2022 Präsentiert auf dem 35. International Symposium on Supraconductivity (ISS2022).
A high temperature superconducting induction/synchronous motor with a ten-fold improvement in torque density
Abstract and Figures
In this paper,
the enhancement of the torque density in a high temperature superconductor (HTS) induction/synchronous machine
is experimentally and theoretically investigated by the use of Bi-2223 windings.
The basic structure of this machine is the same as that of a conventional squirrel-cage induction motor,
and the secondary windings are replaced by the superconducting tapes.
Firstly,
quantitative values of the enhanced torque are measured in an experiment using a fabricated motor at 77 K.
Then, such a torque result is theoretically confirmed based upon the analytical expression,
which is derived from the nonlinear electrical equivalent circuit.
It is shown that the theoretical and experimental results agree well with each other,
and the torque value drastically increases by more than ten times compared to the conventional induction motor.
These results indicate that it is possible to realize a compact sized high efficiency HTS motor in a simple structure.