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科普知識
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測試系統

新型高效電機采用 HBM eDrive 測試系統之實時測試結果

發布日期:2022-10-09 點擊率:81



日本 NeDo 研究所和 MaGHEM 的研究人員正在研究一種效率損失降低 40% 超高效電機。其采用了 HBM eDrive 測試系統測試并優化電機效率。

日本新能源和工業技術發展組織(NEDO)是全球領先的致力于新能源開發的公共研究機構之一。在最近的一個研究項目中,來自NeDo的研究人員與“MaGHEM”公司合作開發了一種“超級”電機,其使用新的磁性材料來降低其能量損失,其效率將比傳統電機提高40%。

高效電機有著極為廣泛的應用,從家用電器,工業機械、汽車等。

問題

NeDo 和 MagHEM(日本)研究人員正在研發一種能量損耗減少40%的高效電機。以前的效率測試系統不能實時提供同步數據,而這是開發電機的重要前提。通過 HBM eDrive 測試系統,測量值和計算可在幾秒鐘內獲得。

結果

高效電機開發的第1階段已經完成。現在是第2階段,目標是進一步進行小型化。

能量損失減少 40% : 日本 NEDO 高效電機采用 HBM eDrive 測試系統
Nedo/MaGHEM 開發的超高效電機與磁軸承測試平臺使用 eDrive 測試系統進行電氣效率測量。在傳統測試系統中,同步測量是困難的,因為它是用扭矩傳感器、功率計等多個測量儀器來完成的。而通過 eDrive 測試系統,不僅所有測量都是同步進行的,并且能夠實時計算和觀測多個測量參數和波形,如磁通量和扭矩波形以及多種計算波形,如鐵損分離等,從而顯著提高測試效率。

由于鐵損分離需要在逆變器在開關頻率范圍內的數據,因此高速采樣是必要的。然而傳統的功率計采樣相對較慢,無法捕獲用于研究轉矩脈動或開關頻率所需的高速區域數據。HBM eDrive 系統可以 2 MS/s 高速采集電壓和電流信號,且可進行半周期功率計算。(電機轉速高達 20000 rpm,開關頻率為20 kHz,對于高頻分量測量來說,高采樣率是必須的。)

傳統功率計只能根據一段時間內平均的計算結果進行分析,HBM eDrive 系統分析基于采集獲得的所有原始數據(瞬時數據),因此分析速度和精度都大大提高。所采用的 1000 V 輸入卡可以直接測量高電壓,使用更方便。另外,無需在時間軸顯示和FFT顯示之間進行切換,可在同一屏幕上檢查輸出。

(*) (*)Nedo/MaGHEM研究人員目前致力于開發新的高性能磁體,并通過測試來評測軟磁材料和電機開發成果。與傳統電機相比,新的高效電機功率損失減少 40%。



圖1:高精度電機整體損耗分析,評價體系測量點。



圖2: 超高精度電機損耗分析評估裝置



圖 3: 新開發的磁軸承

NEDO
日本新能源和工業技術發展組織 (NEDO) 是由日本政府,大學和工業組織共同創立的,致力于解決能源和全球環境問題的同時,并增強日本產業競爭力。

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