酸化物超電導体による交流通電測定用小型電流トランス Small Current Transformer for Transport AC Loss Measurement Using Oxide Superconductor 九工大・情報工A , 九大院・シス情B ffi小田部荘司A , 森實康行A , 松下照男A;B E. S. OtabeA , Y. MorizaneA , T. MatsushitaA;B Kyushu Inst. of Tech.A , Kyushu Univ.B otabe@cse.kyutech.ac.jp はじめに 前回1)、酸化物超伝導体の交流通電損失測定 謝辞 Bi-2223 テープ材を提供して下さった住友電工(株) のための簡易電流源を目的としてBi-2223 銀シース多芯 の藤上純氏、大松一也氏に感謝いたします。 テープを用いたトランスを試作した。その結果、液体窒 素中で臨界電流のほぼ2 倍の841 A(ピーク値) の交流電 参考文献 1) 小田部ら: 1998 年度秋季低温工学・超電導 流を流すことができることを確認した。また実際にY- 学会講演概要集, p. 189 123 バルク材で損失測定を行い、SQUID で測定した磁 化履歴の結果から予測される値と同じ結果が得られる ということを示した。しかしあらかじめBi-2223 テープ 材は熱処理されたものを使用したので、曲げ歪みによる 特性の劣化を考慮するとさらに小型のトランスを作る ことができない。また構造上、結合定数が低くなり効率 が悪いという問題点もあった。そこで本研究ではより小 型で効率の良いトランスを製作するために、テープ材を Wind and React 法で準備し、より小型のトランスを試 作したので報告する。 設計製作 トランスの外観をFig. 1 に示す。トランス の二次側で用いたBi-2223 銀シース多芯テープ材は、直 径28 mm のステンレスボビンに二回巻き付けた状態で Fig. 1 Schematic figure of small oxide supercon- 熱処理をするといういわゆるWind and React 法で準備 ducting transformer operating in L. N2 . した。結合定数を向上させるために、図にあるようにコ イルから直線部分への移行は磁束が漏れないように、接 Table 1 Parameter of transformer. 近させた形にした。テープ材は2 枚を重ねて一つのバン ________________________________________________________* *_____primary5coil:inductance2@ ドルとして扱い、層間に絶縁は施さなかった。このバン secondary coil inductance L2 (H) 9:0 106 ドルを二組並列に接続してトランスの二次側の線材とし mutual inductance M (H) 1:7 103 た。テープ材一枚の液体窒素、自己磁界中での臨界電流 coupling coefficient k 0.79 は75 A であった。したがって、二次側全体で300 A の ________________________________________________________* *_____ 臨界電流密度になる。テープ材の直線部分は銅板とハン ダ付けをし、銅板間に交流通電測定をする試料をハンダ 付けするようにした。一方、一次側は0.2 mmOE の銅線 を用いて23 mmOE のボビンに570 回巻いた。一次側と二 次側の結合をよくするために通常のトランスで用いられ る鉄心を利用した。 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 は前回の0.72 から若干改善された。 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35-2000 Hz の周波数範囲で 行った。二次側の最大のピーク電流は100 Hz のときに 372 A となった。この時の一次側の入力電流のピーク値 は2.27 A であった。周波数により変圧比は異なるがおよ そ160 倍程度となった。Rogowski コイルの出力電圧波 形をFFT アナライザーで観測したところ、基本周波数 Fig. 2 Primary current vs secondary current at 以外の周波数成分は観測されず、この周波数範囲では波 various frequencies. Secondary current reaches 形に歪みは認められなかった。 372 A at 100 Hz.