JP2018110290A - 超伝導リアクタンス回路 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の超伝導線の第1の部分の巻線から構成された超伝導リアクトルと、
前記第1の超伝導線の第2の部分と該第2の部分に対向して配置された第2の超伝導線とから形成された超伝導コンデンサと、
を備える。
前記超伝導リアクトルは、主面が対向するように前記巻線に整形された前記第1の超伝導線の前記第1の部分と前記第1の超伝導線の間に配置された絶縁体とから構成され、
前記超伝導コンデンサは、主面が対向するように配置された前記第1の超伝導線の第2の部分と、前記第2の超伝導線と、前記第2の部分と前記第2の超伝導線の間に配置された誘電体層とから構成される。
この程度の断面サイズを有する高温超伝導線11は、液体窒素温度(77K)でおおよそ400A程度までの電流を流すことができる。
図8のグラフは、断面が4.2mm×0.23mm、長さ50mの高温超伝導線の77Kにおける交流損失と同一サイズの銅線に交流を通電した時の損失を比較して示す。図示するように、銅線は周波数に対し一定の損失である。これに対し、高温超伝導線の交流損失は周波数に対し比例して増加する。図8に示すように、高温超伝導線での交流損失は、銅線の抵抗による損失に比べ小さい。例えば、交流の周波数が1kHz、電流が10Aのときで、1/100以上小さい。抵抗による損失はW=RI2/2であるため、高温超伝導では常伝導と比較して、抵抗Rが1/100以下であると換算できる。よって、本実施の形態にかかる共振回路及び反共振回路のQ値は大きな値を得ることができる。
図8に示す高温超伝導線11、21の交流損失と常伝導線の抵抗損失の大小、冷却効率と電流密度の上限等に基づいて検討すると、本実施形態のリアクタンス回路100は、常伝導リアクタンス回路と比較して、共振周波数又は反共振周波数が10kHz以下の場合に特に効果が得られる。
この例では、常伝導体から構成されたリアクトル(以下、区別のため、常伝導リアクトルと呼ぶ)30と低温容器101に収容された高温超伝導リアクトル10と高温超伝導コンデンサ20とを備える。低温容器101内は液体窒素などにより、高温超伝導体の臨界温度以下の温度に維持されている。
11…第1の高温超伝導線
12…絶縁体層
20…高温超伝導コンデンサ
21…第2の高温超伝導線
22…誘電体層
30…常伝導リアクトル
TA、TB…端子
Claims (7)
- 第1の超伝導線の第1の部分の巻線から構成された超伝導リアクトルと、
前記第1の超伝導線の第2の部分と該第2の部分に対向して配置された第2の超伝導線とから形成された超伝導コンデンサと、
を備える超伝導リアクタンス回路。 - 前記第1の超伝導線と前記第2の超伝導線とは、それぞれ、一本の超伝導線から構成された請求項1に記載の超伝導リアクタンス回路。
- 前記第1の超伝導線の第2の部分と前記第2の超伝導線とは、巻線を形成している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超伝導リアクタンス回路。 - 前記第1の超伝導線と前記第2の超伝導線とは、それぞれ、可撓性を有し、長尺の帯状に形成された超伝導線から構成され、
前記超伝導リアクトルは、主面が対向するように前記巻線に整形された前記第1の超伝導線の前記第1の部分と前記第1の超伝導線の間に配置された絶縁体とから構成され、
前記超伝導コンデンサは、主面が対向するように配置された前記第1の超伝導線の第2の部分と、前記第2の超伝導線と、前記第2の部分と前記第2の超伝導線の間に配置された誘電体層とから構成される、
ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の超伝導リアクタンス回路。 - 前記超伝導リアクトルと前記超伝導コンデンサは、直列共振回路又は並列共振回路を形成し、
その共振周波数又は反共振周波数は、10kHz以下である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の超伝導リアクタンス回路。 - 前記第1の超伝導線と前記第2の超伝導線は、それぞれ、幅1〜20mm、厚さ0.1〜1mmの断面サイズを有する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の超伝導リアクタンス回路。 - 前記第1の超伝導線と前記第2の超伝導線は、それぞれ、可撓性を有する高温超伝導線から構成される、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の超伝導リアクタンス回路。
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