AbstractThis paper describes racetrack coil instability resulting from friction-heat generation at fixtures and a preventive measure against it using a thermal barrier. Epoxy impregnated racetrack coils sometimes experience premature quenches due to frictional heat produced by coil slides at fixtures that are essential for the coil straight part to withstand the electromagnetic force. Experimentally, we confirmed for a small-sized racetrack coil that coil slides were actually occurring. The coil movements coupled with acoustic emissions were observed several times when the coil was energized. Each of them was about 10 μm, an equivalent of 20 mJ in frictional heat. This frictional heat was almost comparable with the analytical and experimental coil stability margins when an insulation layer was thin. One of the effective measures against the frictional heat is the thermal barrier, which is a thick insulation layer at the interface between the coil and the fixtures. By thickening the insulation layer from 0.36 to 1.00 mm, the coil stability margin increased from 100 to 200 mJ.
本論文は、治具における摩擦熱の発生に起因するレーストラックコイルの不安定性と、熱バリアを用いたその防止策について述べる。エポキシ含浸レーストラックコイルは、コイル直線部が電磁力に耐えるために不可欠な治具において、コイルの滑りによって生じる摩擦熱により、早期クエンチを起こすことがある。実験的に、我々は小型レーストラックコイルにおいてコイルの滑りが実際に発生することを確認した。コイルの動きは、コイルに通電した際に数回観測され、音響放出を伴った。それぞれの動きは約10 μmであり、これは20 mJの摩擦熱に相当する。この摩擦熱は、絶縁層が薄い場合の解析的および実験的なコイル安定性マージンとほぼ同等であった。摩擦熱に対する有効な対策の一つが熱バリアであり、これはコイルと治具の界面における厚い絶縁層である。絶縁層を0.36 mmから1.00 mmに厚くすることで、コイル安定性マージンは100 mJから200 mJに増加した。