<4D F736F F F696E74202D D322E318D8296A793788AEE94D58B5A8F705F B93C782DD8EE682E890EA97705D>

Size: px

Start display at page:

Download "<4D F736F F F696E74202D D322E318D8296A793788AEE94D58B5A8F705F B93C782DD8EE682E890EA97705D>"

ひろみいまいだ
5 years ago
Views:

1 参照高 -1 対象 :20 万 kw 級超電導発電機出力密度をフェース Iの 1.5 倍に高密度化する基盤技術を確立する基本計画目標値と達成度参照高 -2

2 高 -3 参照参照参照参照 I 高 -4 開発目標開発目標開発目標開発目標

3 高 -5 参照参照参照参照高 -6 参照参照参照参照

4 高 -7 φ300 φ300 φ300 φ300 φ620 φ620 φ620 φ620 φ880 φ880 φ880 φ880 Ⅲ 参照参照参照参照全体全体全体全体ヘリウム給排装置磁気シールド電機子巻線軸受 2 重軸受 φ 3250 φ 880 φ 高 -8 Ⅲ 参照参照参照参照

5 1.33mm 超電導素線 2.4mm 6mm 超電導導体参照高 -9 NbTi/Cu/CuNi タイス銅パイプシングルビレット押出し伸線マルチビレット押出し ( 押出径 ) タイス伸線時効熱処理 ( 温度時間 ) 伸線 ( 加工度 ) 時効熱処理 ( 温度時間 ) 伸線 ( 加工度 ) 時効熱処理 ( 温度時間 ) ( 最終加工度 ) ツイスト成形撚線 ( 大容量化 ) 参照高 -10

NbTi フィラメント Jc(A/mm 2 ) at 5T 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 自主目標

3mm mm) 低速応 A 機用超速応機用低速応 B 機用到達値 :3150 : 3150A/mm 2 5 回時効 4 回時効 3 回時効 2

5 2 素線径 (mm) 素線の作製条件の最適化 ( 熱処理条件時効熱処理回数加工度ツイストピッチ ) 直径 1mm 以上の太径の超電導素線

年度 H13 年度 H14 年度 H15 年度 Jc (A/mm 2 ) at 5T,φ1.

6 NbTi フィラメント Jc(A/mm 2 ) at 5T 自主目標 :3300 : 3300A/mm 2 ( 素線径 1.3mm mm) 低速応 A 機用超速応機用低速応 B 機用到達値 :3150 : 3150A/mm 2 5 回時効 4 回時効 3 回時効 2 回時効素線径 (mm) 素線の作製条件の最適化 ( 熱処理条件時効熱処理回数加工度ツイストピッチ ) 直径 1mm 以上の太径の超電導素線 (φ1.33mm) で Jc=3150A/mm 2 at 5T ( 自主目標値をほぼ達成 ) 参照高 -11 超電導素線と導体の開発経過 H12 年度 H13 年度 H14 年度 H15 年度 Jc (A/mm 2 ) at 5T,φ1.33 素線交流損失 (kw/m 3 ) at 5T, 5T/s 導体特性備考 Iq=9500A Ic=10700A Ic=9500A 11000A( 計算値 ) 93kW/m 3 153kW/m 3 64kW/m 3 67kW/m 3 導体クエンチ安定性低い高銅比化大容量化ロス増加高銅比化ロス低減導体容量低下マトリックス比低減参照高 -12

7 超電導素線と導体の開発経過 ( 銅比増加によると安定性向上 ) 最小クエンチエネルギー MQE(mJ) 10 H13 年度素線 ( 銅比 ;2.0) H14 年度素線 ( 銅比 ;2.2) H15 年度素線 ( 銅比 ;2.1) H12 年度素線 ( 銅比 ;1.77) 定格時フォーシンク時通電電流 / 臨界電流 (Iop/Ic) 参照高 -13 高 -14

電流 A 15000 10000 短尺導体特性 ( 自主目標 ) 平成 13 年度導体

5.0T 10710A A @ 5.0T ( 自主目標 ) 4000A @ 8.

8 電流 A 短尺導体特性 ( 自主目標 ) 平成 13 年度導体 : kW/m kW /m 3 以下 ) 11000A 5.0T 10710A 5.0T ( 自主目標 ) 8.1T 8.1T フォーシング時 ( 自主目標 ) 5000 ( 3120A, 6.5T ) 定格時 ( 2600A, 5.4T ) 負荷曲線磁場 T 高 -15 φ620 φ300 φ300 φ300 φ300 φ880 参照高 -16

電流 A 15000 10000 短尺導体特性 ( 自主目標 ) 10710A A @ 5.0T フォーシング時 5000 ( 3120A, 6.

1T 高 -17 静的励磁試験動的励磁試験電流 A 静的励磁動的励磁のいずれの試験もクエンチなしで達成し基本目標を達成 15000 10000 短尺導体特性 ( 自主目標 )

9 電流 A 短尺導体特性 ( 自主目標 ) 10710A 5.0T フォーシング時 5000 ( 3120A, 6.5T ) 定格時 ( 2600A, 5.4T ) 負荷曲線磁場 T 8.1T 高 -17 静的励磁試験動的励磁試験電流 A 静的励磁動的励磁のいずれの試験もクエンチなしで達成し基本目標を達成短尺導体特性 ( 自主目標 ) 10710A 5.0T フォーシング時 5000 ( 3120A, 6.5T ) 定格時 ( 2600A, 5.4T ) 7.48T ( 負荷率 :92.3%) : 以上負荷曲線磁場 T 8.1T 参照高 -18

10 項目基本目標自主目標成果値達成率臨界電流 A@5T 3900A@8.1T 11000A@5T 4000A@8.1T 103% 交流損失 - 200kW /m 3 以下 153kW/m 3 ( 平成 13 年度導体 ) 平成 14,15 年度導体は 100kW/m 3 以下 kw/m 以下 100kW/m 3 以下静的励磁 - フォーシンク電流に対してクエンチしないこと 3600A 以上 ( フォーシンク時 3120A) 115% 以上動的励磁 - 突発短絡 (5T/s T/s) 時でもクエンチしないこと 5T/s ( 2400A/s 以上 ) 100% 以上電流密度 - 80A/mm 2 ( 定格時 ) ( 巻線平均 ) 180A/mm 2 ( 導体断面平均 ) 180A/mm 2 ( 導体断面平均 ) 80A/mm 2 ( 巻線平均 ) 100% ( 定格 2600A 時 ) 参照高 -19 参照高 -20

$高密度 20 万 kw 機多重円筒の設計諸元項目 \ 容量 20 万 kw 級機容量 (MVA MVA) 223 電圧 (kv) 14.$ ) φ300 r300 300 300 300 r230 r237 15 15 7.

11 高密度 20 万 kw 機多重円筒の設計諸元項目 \ 容量 20 万 kw 級機容量 (MVA MVA) 223 電圧 (kv) 14.8 電流 (A) 8699 外径 (mm) 880 巻線取付軸外径 620 胴長 (mm) 4400 多重円筒の諸元寸法常温ダンパ φ /70t 低温ダンパ φ /20t ベッセル φ /30t 巻線取付軸 φ620 ボア ( 内部空間 ) φ300 r r230 r A286 r237 r237 r237 r φ300 r244 r244 r244 r244 r R340 R340 R340 R340 R310 R310 R310 R310 R345 R345 R345 R345 R365 R365 R365 R365 A286 r370 r370 r370 r370 φ620 φ300 φ300 φ300 φ300 φ880 Ⅲ Ⅲ 参照高 -21 ダンパに働く力遠心力三相突発短絡事故時トルク電磁力によるクラッシング力電磁クラッシング力の解析結果常温ダンパの応力解析結果低温ダンパの応力解析結果参照高 -22

12 高 -23 参照参照参照参照ベッセル巻線取付軸応力解析結果ベッセル巻線取付軸応力解析結果ベッセル巻線取付軸応力解析結果ベッセル巻線取付軸応力解析結果界磁巻線の応力解析結果界磁巻線の応力解析結果界磁巻線の応力解析結果界磁巻線の応力解析結果高 -24 参照参照参照参照周波数 ( 周波数 ( 周波数 ( 周波数 (Hz) z) z) z) 遮蔽率遮蔽率遮蔽率遮蔽率

13 参照高 -25 電機子分割 SUS 水冷管素線 ; 25 本撚り細素線細素線銅エナメル被覆ガラス絶縁ガラステープ絶縁主絶縁参照高 -26

電機子温度上昇 (deg) 60 50 40 30 20 10 温度上昇 (DEG) 損失値

最高温度点 ) Tmax=102 [( 56 ) + ( 水ヘース温度 :46 )] : 参照高

14 電機子温度上昇 (deg) 温度上昇 (DEG) 損失値 (PU) 1.80pu 1.50pu 1.20pu 0.90pu 0.60pu 0.30pu pu 電流 A 43 実機運転時の温度評価 ( 43 ) 1.3( 交流損失増加分 30%)+ 46 ( 水ヘース温度 )=102 ) 損失比率 1( 最高温度点 ) Tmax=102 [( 56 ) + ( 水ヘース温度 :46 )] : 参照高 -27 電機子応力 (kg/cm2) 強度限界設計点 ( 事故時 ) 引張圧縮歪み (μs) 参照高 -28

15 電機子端部直線部 : 540 転位参照高 -29 電機子薄板 SUS 積層型ティースの採用 ( フェース I:FRP ティース ) 311Hz 倒れ込みのモート (1 次 ) Y Z X 積層型 SUS ティース t 0.8 x 125 枚積層モード周波数備考一次 311Hz 倒れ込みモード二次 331Hz 倒れ込みモード三次 361Hz 倒れ込みモード四次 387Hz 倒れ込みモード五次 444Hz 倒れ込みモード固有振動点が 120Hz( 発電機倍周波 ) より離れていること及び振動モードを確認実機や部分モデルへ反映参照高 -30

16 電機子 311Hz 倒れ込みのモート (1 次 ) 三相突発短絡事故時のティース応力解析例 MPa LINE-2 主応力分布 σ1( 解析値 ) 計測 1 35 計測 A 点 mm B 点 C 点 LINE-2 LINE-1 C 点 B 点 A 点試験条件におけるティース応力解析例試験条件における解析と実測の傾向及び最大値が一致実機電磁力での解析も妥当と考えられる最大応力 100MPa にて問題なしモデル実機への反映参照高 -31 参照高 -32

17 電機子参照高 -33 電機子磁束密度 (T) A 通電 Br: 実測 Br :FEM 解析 Bz :FEM 解析 Bz: 実測計測位置 Br (Position6) 磁束密度 (T) Bz (Position1) 0.04 Br (Position1) Bz (Position6) 通電電流 (A) 参照高 -34

18 電機子項目基本目標自主目標成果値達成度巻線製作性 - 製作技術確立製作性確認製作技術の確立導体温度以下 B 種絶縁 110 級巻線機械強度 - 3 相突発短絡時強度 480N/mm 等 980N/mm 等固有振動 ( ティース ) - 120Hz から離れていること 300Hz 以上電機子電流密度 140A/cm 2 温度機械特性製作性参照高 -35 参照高 -36

高出力密度化高出力密度化コスト低減コスト低減同一界磁電流で 30% の出力向上が期待

溶解プロセスの候補溶解プロセス 1 真空溶解 (VIM 炉 ) ESR 2 電気炉溶解

induction melting ESR:electro slag remelting

19 巻線取付軸超電導界磁巻線磁性 (Fe-13% Ni 材 ) 巻線取付軸出力を維持しつつ界磁電流を 20% 最大磁場を 15% 低減が期待高出力密度化高出力密度化コスト低減コスト低減同一界磁電流で 30% の出力向上が期待大容量化大容量化安定性向上安定性向上参照高 -37 プロセス検討溶解プロセスの候補溶解プロセス 1 真空溶解 (VIM 炉 ) ESR 2 電気炉溶解 VOD(*) 精錬 ESR 3 電気炉溶解 VOD(*) 精錬 VIM:vacuum induction melting ESR:electro slag remelting VOD: 真空酸素脱炭炉小型モデル試作偏析性調査偏析回避条件の検討 Mo 含有率冷却速度等大型化の条件の把握溶接性の検討溶接感受性は SUS316LN と同レベル溶接可能性大小型モデル (50 50kg インゴット ) による製作フロセス材料特性偏析性溶接性等の基礎特性を検証参照高 -38

低コスト化の可能性を検証オプション設計へ反映した 0.2% 耐力引張強さ (MPa) 1600 1400 1200 1000 800 600 T.

20 切削加工試験状況切削加工試験結果 : 切削加工時間は A286 の1/2 加工コスト低減の可能性 400 Open : 非偏析部 200 Solid : 偏析部温度 (K) 製作性材料強度加工性を試験し超電導発電機の一層の高密度化低コスト化の可能性を検証オプション設計へ反映した 0.2% 耐力引張強さ (MPa) T.S.(MPa) T.S.(MPa) 0.2%Y.S.(MPa) 0.2%Y.S.(MPa) 参照引張強さ 0.2% 耐力高 -39 参照高 -40

21 高 -41 全体全体全体全体参照参照参照参照高 -42 全体全体全体全体参照参照参照参照

ACモーター入門編サンプルテキスト

ACモーター入門編サンプルテキスト技術セミナーテキスト AC モーター入門編目次 1 AC モーターの位置付けと特徴 2 1-1 AC モーターの位置付け 1-2 AC モーターの特徴 2 AC モーターの基礎 6 2-1 構造 2-2 動作原理 2-3 特性と仕様の見方 2-4 ギヤヘッドの役割 2-5 ギヤヘッドの仕様 2-6 ギヤヘッドの種類 2-7 代表的な AC モーター 3 温度上昇と寿命 32 3-1 温度上昇の考え方