酸化物超電導体による500A 級交流トランス 500 A Class small AC Transformer using Oxide Superconductor 九工大・情報工A , 九大院・シス情B , 住友電工・基盤研C ffi小田部荘司A , 松下照男A;B , 藤上純C , 大松一也C E. S. OtabeA , T. MatsushitaA;B , J. FujikamiC , K. OhmatsuC Kyushu Inst. of Tech.A , Kyushu Univ.B , Sumitomo Electric Industries, Ltd.C , otabe@cse.kyutech.ac.jp はじめに 酸化物超電導体の交流応用が進み始めている 体に通電した際の損失を測定したが、その結果とSQUID ため、その基礎特性評価として交流電流を直接通電した の磁化測定からの結果と比較については当日発表する。 際の損失の測定が求められている。しかし溶融法により 作製されたY 系酸化物超電導体では臨界電流が液体窒素 中でも数百A にもなり、大型の交流電源を持つ機関でし か直接通電をした損失測定が行えない。そこで本研究で は、研究室レベルで液体窒素中における酸化物超電導体 の交流通電損失測定を行うことを目的として、Bi-2223 酸化物超電導多芯テープ線を用いて500 A を流すことの できる小型電流増幅トランスを試作したので報告する。 設計製作 トランスの一次側には0.2 mmOE の銅線を用 いて50 mmOE のボビンに300 回巻いた。一方、二次側 に用いた線材はBi-2223 多芯テープ線材であり、61 芯 Fig. 1 Schematic figure of 500 A oxide supercon- のフィラメントを持ち、77.3 K, 0 T における直流の臨 ducting transformer operating in L. N . 界電流は45 A であった。この線材の曲げ歪み特性を考 2 慮して二次側のボビンの直径は64 mm とした。コイル 間の結合を良くするために一般のトランスで用いられ Table 1 Parameter of transformer. ている鉄芯を利用した。また二次側の最大出力電流は ________________________________________________________* *_____primary7coil:inductance4@ 500 A としたので、この線材5 本を2 層にして合計10 secondary coil inductance L2 (H) 3:0 105 本を並列に1.5 回ボビンに巻いた。使用した線材の全長 mutual inductance M (H) 3:4 103 は約5 m である。この際、層間の絶縁には一般のトラン coupling coefficient k 0.72 スで用いられている高圧絶縁材を塗布して用いた。線材 ________________________________________________________* *_____ は電流を流す試料と接続するために銅板にハンダ付けし ている。支持材料は布入りベークであり線材の冷却チャ ンネルをいくつか設け、接着にはスタイキャストを用い た。全体の大きさは90 mm 110 mm 150 mm 程 度で重量は3.4 kg であった。トランスの外観をFig. 1 に 示す。二次側の電流の検出にはRogowski コイルを用い た。 性能評価 測定されたトランスのコイルの77.3 K にお けるインダクタンス等をTablep1_にまとめる。結合係数 k = M= L1 L2 は1 を下回っており、磁束の漏れがある ので変圧比は150 より小さくなる。 77.3 K において二次側を銅板で短絡した際の、入力 した一次側電流と二次側電流(それぞれピーク値) の関 係をFig. 2 に示す。測定は35-200 Hz の周波数範囲で 行った。二次側の最大のピーク電流は35 Hz のときに 565 A となった。この時の一次側の入力電流のピーク値 は5.89 A であった。周波数により変圧比は異なるがおよ Fig. 2 Primary current vs output secondary for そ95 倍程度となった。Rogowski コイルの出力電圧波 various frequencies. Output current reaches 形をFFT アナライザーで観測したところ、基本周波数 565 A at 35 Hz. 以外の周波数成分は観測されず、この周波数範囲では波 形に歪みは認められなかった。 このトランスを用いて実際に溶融法Y 系酸化物超電導