ミアンダ状 QMG 限流素子の交流通電損失 AC Current Loss of Meander-Shaped QMG Current Limiting Device 九工大・情報工 A , 九大院・シス情 B , 新日鐵・先端技研 C O小田部荘司 A , 遠藤貴志 A , 松下照男 A;B , 森田充 C O E. S. OtabeA , T. EndoA , T. MatsushitaA;B , M. MoritaC Kyushu Inst. of Tech.A , Kyushu Univ.B , Nippon Steel Corp.C otabe@cse.kyutech.ac.jp はじめに QMG 法で作製された Y-123 バルク超電導体 は高い比抵抗を有することから抵抗型超電導限流器に 応用することが検討されている。これまでにミアンダ形 状にすることにより長尺化した QMG 法 Y-123 バルク超 電導体限流素子の通電特性はパルス法により調べられ た 1)。実用に向けて実際に定常交流電流を通電したとき の交流損失の評価は重要である。本研究では 2 次巻き線 に Bi-2223 銀シース多芯線を用いた超電導トランス 2) を 利用して、定常の交流電流を通電した際のミアンダ形状 の QMG 限流素子の交流損失について調べたので報告す る。 Fig. 1 Schematic illustration of mianda-shaped QMG 実験 試料は直径約 46 mm で厚さ約 15 mm のディスク current limited device. 状の QMG 法で作成された Y-123 バルク超電導体を、ス ライス切断および研削加工により、ミアンダ形状の加工 した。素線の断面は 1.5 mmx0.5 mm であり、有効長さ は 170 mm である 1)。 交流電流の通電には Bi-2223 超電導トランスを用い た。交流電流の最大値は約 200 A である。周波数は 35 から 200 Hz でおこなった。また測定は液体窒素中 (77.3 K) と液体アルゴン中 (87.3 K) において行った。電圧は Fig. 1 に示すように 5 つの電圧タップを設けて全体およびそれ ぞれの端子間で測定した。電圧タップ間の電圧はロック インアンプを用いて抵抗成分のみを測定した。また比較 のためにブリッジ形状に加工した短尺の試料 (10 mm x 1 mm x 0.5 mm) についても同様な測定を行った。 結果および検討 Fig. 2 に液体窒素中での各周波数にお ける損失エネルギー密度 W の交流電流依存性を示す。 周波数により W は有意には変化せず、したがって粘性 Fig. 2 AC loss of QMG Y-123 current limited de- による損失は小さく、ピンニングによる損失が主である vice in various frequency at 77 K. ことがわかる。またブリッジ形状の短尺試料においても 損失密度は変わらず、したがって長尺化した試料の劣化 がほとんどないと考えられる。さらに Norris の楕円断面 の線材およびストリップ形状の場合の理論値を実線およ び破線により示す。楕円断面の時の予想値に近く、矩形 の断面比が 3:1 程度であると断面を近似的に楕円と見な すことができると考えられる。 次に Fig. 3 に 50 Hz における各端子間の電圧から評価 した電圧 V を示す。各端子でのばらつきは小さく、また 合計した電圧は全体の電圧に等しいことから、試料が均 一に作製され加工による劣化が少ないことがわかる。液 体アルゴン中での結果および他の理論との比較は当日示 す。 参考文献 1) 森田ら: 1999 年度秋季低温工学・超電導学 会講演概要集, p. 181 2) 小田部ら: 1999 年度秋季低温工学・超電導学会講演概 Fig. 3 Electrical voltage of each part of mianda- 要集, p. 213 shaped current limited device at 50 Hz at 77 K.