Reseach on an electro-mechanical energy conversion system with small size and 95% efficiency
研究%20on%20an%20机电%20energy%20conversion%20system%20with%20small%20size%20and%2095%%20efficiency
基本信息
- 批准号:07555406
- 负责人:
- 金额:$ 1.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:1995
- 资助国家:日本
- 起止时间:1995 至 1996
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The aims of the research are to develope a high efficiency over 97%, small size of 10kW/lit. and high speed of 40000rpm motor/generator, and its efficiency of 97.5% current type power converter.The high efficiency motor/generator is realized by using coreless structure with no-ironloss, high frequency of 1.5kHz which can reduce the number of turns of the winding and He gass to decrease windage-loss. To maintain the gap flux dencity, the neodymium magnet which has high energy production and carbon FRP bands which sustain the magnets, and high speed ceramic bearings must be employed. The coreless structure makes large eddy current loss in the windings and, by using litz wires, it can reduce to under 10%. The motor/generator obtained experimentally is following :6kW 30000rpm 140phi*64 2.8kg efficiency 97.0% (at 5kW output) The planed speed 40000rpm can not be accomplished by rotor distruction.The high efficiency current type inverter/converter which drives its motor/generator is also developed. It is combined a current control chopper and a three phase frequecy changer both of them have high efficiency at high frequency area. The losses in switching devices are divided into two ; onvoltage drop losses and switching losses at on and off times. The former can be decreased by using direct drive method of a transistor and the latter by using current control of the base current or lossless snubber circuits. These techniques are newly developed in this research. 99.2% of chopper efficiency and 98.9% of efficiency of frequecy changer are obtained. As a result, total efficiency of 95.1% is acheived which is slightly larger than planned one.
这项研究的目的是使高效率超过97%,小尺寸为10kW/lit。高速速度为40000rpm电动机/发电机,其效率为97.5%的电流类型转换器。高效率电动机/发电机是通过使用No-Rionloss的无芯结构来实现的,高频的高频为1.5kHz,可以减少绕组的转弯次数,并减少He Hea He the Windage-Loss。为了保持间隙通量齿状,必须使用具有较高能源生产和碳纤维频带的新近磁铁,并且必须使用高速陶瓷轴承。无矿物结构在绕组中导致巨大的涡流损失,并且通过使用Litz电线,它可以减少到10%以下。实验中获得的电动机/发电机如下:6kW 30000rpm 140phi*64 2.8kg效率97.0%(输出为5kW时)策划的速度40000rpm无法通过转子失效来完成。将其组合在一起,当前的控制斩波器和三相频率变化器在高频区域都具有很高的效率。切换设备的损失分为两个;电压下降损失和开关时间的切换损失。使用晶体管的直接驱动方法和后者可以使用基本电流或无损呼吸器电路的电流控制来减少前者。这些技术是在这项研究中新开发的。 99.2%的斩波器效率和98.9%的频率更换器效率。结果,实现的总效率为95.1%,比计划的总效率略大。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
伊東 淳一・高橋 勲: "無騒音高効率インバータ" 平成7年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集III. 47-50 (1995)
Junichi Ito和Isao Takahashi:“无噪声高效逆变器”日本电气工程师学会工业应用部门1995年全国会议论文集III 47-50(1995)
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Isao Takahashi: ""Development of a High Efficiency Inverter without Audible Noise"" The Transaction of IEEJ. vol.116-D. 1205-1210 (1996)
Isao Takahashi:“开发无噪音的高效逆变器””IEEJ 交易。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
I.Takahashi: "Toward 99% Efficiency for Transistor Inverters" IEEE Industry Applications Magazine. vol.2-6. 39-46 (1996)
I.Takahashi:%20"走向%2099%%20Efficiency%20for%20Transistor%20Inverters"%20IEEE%20Industry%20Applications%20Magazine.%20vol.2-6.%2039-46%20(1996)
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
田邊 勝隆・高橋 勲: "高効率インバータの開発" 平成7年電気学会東京支部新潟支所大会講演論文集. 99-100 (1995)
Katsutaka Tanabe 和 Isao Takahashi:“高效逆变器的开发”1995 年 IEEJ 东京分会新泻分会会议记录 99-100 (1995)。
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
田邊 勝隆・高橋 勲: "ダーリントントランジスタの低損失高速ドライブ法" 平成8年電気学会全国大会講演論文集. 769 (1996)
Katsutaka Tanabe 和 Isao Takahashi:“达林顿晶体管的低损耗高速驱动方法”日本电气工程师学会 1996 年全国会议论文集 769(1996)。
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