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。