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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(jī)。其采用了 HBM eDrive 測試系統(tǒng)測試并優(yōu)化電機(jī)效率。

日本新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織（NEDO）是全球領(lǐng)先的致力于新能源開發(fā)的公共研究機(jī)構(gòu)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(fā)了一種“超級”電機(jī)，其使用新的磁性材料來降低其能量損失，其效率將比傳統(tǒng)電機(jī)提高40%。

高效電機(jī)有著極為廣泛的應(yīng)用，從家用電器，工業(yè)機(jī)械、汽車等。

問題

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

結(jié)果

高效電機(jī)開發(fā)的第1階段已經(jīng)完成。現(xiàn)在是第2階段，目標(biāo)是進(jìn)一步進(jìn)行小型化。

能量損失減少 40% : 日本 NEDO 高效電機(jī)采用 HBM eDrive 測試系統(tǒng)
Nedo/MaGHEM 開發(fā)的超高效電機(jī)與磁軸承測試平臺使用 eDrive 測試系統(tǒng)進(jìn)行電氣效率測量。在傳統(tǒng)測試系統(tǒng)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(tǒng)，不僅所有測量都是同步進(jìn)行的，并且能夠?qū)崟r計算和觀測多個測量參數(shù)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(guān)頻率范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，因此高速采樣是必要的。然而傳統(tǒng)的功率計采樣相對較慢，無法捕獲用于研究轉(zhuǎn)矩脈動或開關(guān)頻率所需的高速區(qū)域數(shù)據(jù)。HBM eDrive 系統(tǒng)可以 2 MS/s 高速采集電壓和電流信號，且可進(jìn)行半周期功率計算。（電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá) 20000 rpm，開關(guān)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(tǒng)功率計只能根據(jù)一段時間內(nèi)平均的計算結(jié)果進(jìn)行分析，HBM eDrive 系統(tǒng)分析基于采集獲得的所有原始數(shù)據(jù)（瞬時數(shù)據(jù)），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(jìn)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(fā)新的高性能磁體，并通過測試來評測軟磁材料和電機(jī)開發(fā)成果。與傳統(tǒng)電機(jī)相比，新的高效電機(jī)功率損失減少 40%。



圖1：高精度電機(jī)整體損耗分析，評價體系測量點。



圖2: 超高精度電機(jī)損耗分析評估裝置



圖 3: 新開發(fā)的磁軸承

NEDO
日本新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織 (NEDO) 是由日本政府，大學(xué)和工業(yè)組織共同創(chuàng)立的，致力于解決能源和全球環(huán)境問題的同時，并增強(qiáng)日本產(chǎn)業(yè)競爭力。