Real-Time Test Results from HBM - for the New Super-Efficient Motor

Plusieurs chercheurs des instituts japonais, NEDO et MagHEM, travaillent sur un moteur ultra performant permettant des économies d'énergie de 40% (*). Les chercheurs utilisent le système HBM eDrive pour tester l'efficacité du moteur, voici pourquoi...

pourquoi...

L'Organisation japonaise pour le développement des énergies nouvelles et des technologies industrielles (NEDO) est l'un des principaux organismes de recherche public au monde dédié au développement des énergies nouvelles. Les chercheurs de NEDO travaillent en collaboration avec l'organisme "MagHEM" (qui développe des matériaux magnétiques innovants) pour développer un "super" moteur . Ce super moteur utilise de nouveaux matériaux magnétiques pour réduire sa perte en énergie et ainsi augmenter sa densité de puissance de 40% comparés aux moteurs électriques conventionnels.

Il existe de nombreux domaines d'application pour un moteur aussi efficace, allant des appareils ménagers aux machines industrielles et automobiles, pour n'en citer que quelques-uns.

Problématique rencontrée

Les chercheurs de NEDO et MagHEM (Japon) développent un moteur magnétique dont les pertes énergétiques sont de 40% inférieur à un moteur classique. Les précédents systèmes de test d'efficacité n'étaient pas en mesure de fournir des données synchronisées en temps réel - pourtant une condition préalable importante pour le développement ultérieur du moteur.

Solution trouvée

En utilisant le système eDrive d'HBM, comprenant l'analyseur de puissance dynamique GEN7tA, les valeurs mesurées et les calculs sont disponibles en quelques secondes.


Résultat

La phase 1 du développement moteur est achevée, ceci grâce à des résultats de mesure pertinents. Il est désormais temps de débuter la phase 2 qui prévoit une miniaturisation du moteur.

40% de perte d'énergie en moins : le moteur japonais ultra-performant de NEDO testé avec le système Genesis HighSpeed d'HBM

Le banc d'essai NEDO / MagHEM pour le nouveau moteur à très haut rendement avec paliers magnétiques utilise le système eDrive d'HBM, comprenant le puissant enregisteur de transitoires GEN7tA, pour la mesure de l'efficacité énergétique. Dans les systèmes conventionnels la mesure synchrone était difficile car elle était faite avec un couplemètre, un wattmètre et de multiples instruments de mesure, en fonction des paramètres de mesure. En introduisant le système eDrive GEN7tA, il est désormais possible de synchroniser les valeurs de tous les paramètres mesurés, ce qui facilite considérablement l'ensemble du process. De plus, le calcul en temps réel permet l'observation simultanée des courbes du champs magnétique et de couple ainsi que les courbes calculées telles que les pertes fer, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l’essai.

Puisque les pertes fer nécessitent des données dans la plage de fréquence de commutation de l'onduleur, un échantillonnage à grande vitesse est nécessaire. Cependant, avec un système de mesure de puissance conventionnel l'échantillonnage était relativement lent et il n’était pas impossible de mesurer avec précision :

  • les phénomènes du couple dans les zones à grande vitesse,
  • ou les problèmes liés à la fréquence de commutation.

Seul le système HBM eDrive peut mesurer des signaux de tension et de courant avec un échantillonnage à grande vitesse de 2 Mech/s et fournir un calcul de mesure de la puissance au demi-cycle près. (Toutefois, étant donné que la vitesse maximale de rotation du moteur est de 20 000 tr / min et que la fréquence de commutation est de 20 kHz, une mesure à grande vitesse supplémentaire est requise pour la mesure des composantes à haute fréquence.)

Avec un système de mesure de puissance conventionnel, seule l'analyse basée sur la moyenne des résultats de calcul était possible. Le système eDrive traite, quant à lui toutes les données brutes (données instantanées) à grande vitesse. Ainsi, non seulement la vitesse mais aussi la précision de l'analyse, ont été grandement améliorées. Une haute tension de 600 V peut être mesurée directement à l'aide de la carte d'entrée Genesis HighSpeed 1000 V. Le système eDrive est également plus pratique : inutile de basculer entre l'affichage de l'axe des temps et l'affichage FFT, les chercheurs peuvent vérifier la sortie sur le même écran.

 

(*) Les chercheurs de NEDO / MagHEM se concentrent sur : - le développement de nouveaux aimants haute performance - les résultats du développement de matériaux magnétiques - la technologie d'évaluation des moteurs. Cela dans l'objectif de développer des matériaux magnétiques capables à la fois de réduire les pertes énergétiques et augmenter sa densité de puissance de 40% par rapport aux moteurs électriques conventionnels.

NEDO

L'Organisation japonaise de développement des énergies nouvelles et technologies industrielles (NEDO) conbine les efforts de l'industrie, du gouvernement et des universités. Elle met à profit les réseaux de recherche internationaux établis pour contribuer à la résolution des problèmes énergétiques et environnementaux mondiaux et ainsi renforcer la compétitivité industrielle du Japon.

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