Risultati in tempo reale da HBM per il nuovo motore super efficiente

I ricercatori degli istituti giapponesi NEDO e MagHEM stanno lavorando su un motore super efficiente con il 40% in meno di perdite di energia. Il sistema di test HBM eDrive è usato per testare l’efficienza del motore in vista del suo ulteriore sviluppo, per buone ragioni.

La giapponese New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) è uno degli enti di ricerca pubblici più importanti, dedito allo sviluppo di nuove energie. In un recente progetto di ricerca, i ricercatori di NEDO hanno lavorato con l’organizzazione "MagHEM" (che sviluppa materiali magnetici innovativi) su un "super" motore che impiega nuovi materiali magnetici per ridurre le perdite di energia e aumentare la densità di potenza del 40% rispetto ai motori elettrici convenzionali.

Gli ambiti di applicazione per un motore così efficiente sono numerosi e spaziano dagli elettrodomestici passando per i macchinari industriali fino alle automobili, tanto per citarne alcuni.

 

Problema

I ricercatori di NEDO e MagHEM (Giappone) stanno sviluppando un motore magnetico con perdite di energia ridotte del 40%. I precedenti sistemi di test dell’efficienza non erano in grado di fornire dati sincronizzati in tempo reale, un presupposto fondamentale per gli ulteriori sviluppi del motore.

Soluzione

Con il sistema di test HBM eDrive e l’analizzatore di potenza dinamico GEN7tA, i valori misurati e i calcoli sono disponibili in pochi secondi.


Risultato

La fase 1 dello sviluppo del motore è già stata completata, grazie anche a risultati di misura significativi. Ora è il momento di iniziare la fase 2, che fornisce una maggiore miniaturizzazione del motore.

 

 

 

 

40% in meno di perdite di energia: Motore super-efficiente giapponese di NEDO testato con Genesis HighSpeed di HBM

Il banco prova di NEDO/MagHEM per il nuovo motore ad alta efficienza con cuscinetti magnetici impiega il sistema di test HBM eDrive, compreso il dinamicissimo misuratore di potenza GEN7tA per misurare l’efficienza elettrica. Nei sistemi convenzionali, la misurazione sincrona era complessa perché eseguita con un sensore di coppia, un misuratore di potenza e svariati strumenti di misura, a seconda dei parametri di misura. Sincronizzare le misurazioni di tutti i parametri misurati introducendo il sistema eDrive GEN7tA rende le misurazioni decisamente più facili. Inoltre, la computazione in tempo reale consente di osservare simultaneamente le forme d’onda misurate, come le forme d’onda del flusso magnetico e della coppia, e le forme d’onda calcolate, come la separazione per perdita nel ferro, migliorando sensibilmente l'efficienza dei test.

Dato che la separazione per perdita nel ferro richiede che i dati siano entro l’intervallo di frequenza dell’inverter, è necessario un campionamento ad alta velocità. Tuttavia, con il misuratore di potenza convenzionale, il campionamento era piuttosto lento ed era impossibile catturare il fenomeno nelle regioni relativamente ad alta velocità per individuare le variazioni di coppia o i problemi legati alla commutazione di frequenza. Solo il sistema eDrive di HBM è in grado di misurare i segnali di tensione e corrente con campionamento ad alta velocità di 2 MS/s e fornire un calcolo della misura della potenza di 1/2 ciclo. (Tuttavia, dato che la velocità massima del motore è 20.000 giri/min e la frequenza di commutazione è 20 kHz, è necessaria un’altra misurazione ad alta velocità per la misurazione dei componenti ad alta frequenza).

Con i misuratori di potenza convenzionali, era possibile effettuare analisi soltanto sulla base delle medie dei risultati di calcolo, ma dato che HBM eDrive elabora tutti i dati grezzi (dati istantanei) ad alta velocità, sia la velocità che la precisione dell’analisi sono migliorati molto.  Con la input card Genesis HighSpeed da 1000 V è possibile misurare un’alta tensione di 600 V. È anche più comodo; non è necessario passare dallo schermo con asse temporale allo schermo FFT, quindi i ricercatori possono controllare il risultato sullo stesso schermo.

 

(*) I ricercatori di NEDO/MagHEM sono ora concentrati sullo sviluppo di nuovi magneti ad alte prestazioni, insieme ai risultati dello sviluppo di materiali magnetici morbidi e una tecnologia di valutazione del motore nella prima fase, con l’obiettivo di sviluppare materiali magnetici che possano ridurre la perdita di energia e aumentare la densità di potenza dei motori del 40% rispetto ai motori elettrici tradizionali. Gli specifici obiettivi di sviluppo di ogni voce della ricerca e sviluppo saranno conformi al programma di ricerca e sviluppo della scheda separata.

NEDO

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La giapponese New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) congiunge gli sforzi di industria, governo e università e fa leva sulle reti di ricerca internazionali con l’obiettivo di contribuire a risolvere i problemi energetici e ambientali del mondo aumentando la competitività industriale del Giappone.

 

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