Materialien entsteht auch ein nöhres Gewicht. Obwohl Alumi nium eine geringere elektrische Leitfähigkeit besitzt, haben For- scher des Fraunhofer IFAM ein gießtechnisches Verfahren ent- wickelt, mit dem Wicklungen aus Aluminium mit höherem Nutfüll- faktor gefertigt werden können, die sich dennoch als Spulen eig- nen. Gegossene Spulen zeichnen sich durch eine flache Leiteran- ordnung aus, die zu einem höhe-
Gegossene Alu- oder Kupferspulen für effizientere und preiswertere Elektromotoren
Gegossene Alu- oder Kupferspulen für effizientere und preiswertere Elektromotoren
Fraunhofer IFAM Fraunhofer IFAM
Elektromotoren für E-Bikes-, E- Auto- und E-Flugmotoren sind in ihrem Aufbau ähnlich, auch wenn sie mit Drehstrom betrieben wer- den. Sie besitzen über Eisenker- ne gewicklte Kupferspulen, die bei Stromdurchfluss, gesteuert und hohe Fertigungs und Materi- alkosten und gegenüber anderen
ren Nutfüllfaktor führt. Trotz höh- eren Widerstandes ergibt sich durch den größeren Querschnitt bezogen auf die gesamte Spule ein geringer Widerstand. Durch die bessere Anbindung an das Blechpaket und günstigere Aus- nutzung des Bauraums resultiert ein deutlich besseres thermisch- es und elektromagnetisches Ver- halten. Aus diesem Grund beteht die Möglichkeit, gewickelte Kup- ferspulen durch gegossene Alu- minium- oder auch Kupferspulen zu ersetzen. Damit der Nachweis im direkten Vergleich gelingt, wurden für die Studie handelsüb- liche E-Bike-Motoren mit 250 Watt eingesetzt. Die umgebauten Mo- toren, mit unterschiedlichen Blechpaketen und Spulen-Kombi-
nationen wurden anschließend auf einem Prüfstand getestet. Nach dem Umbau des E-Bike-Mo- tors konnte der Nutfüllfaktor von 32 auf 60 Prozent erhöht werden. Gleichzeitig ergab sich eine Ge- wichtsersparnis um 10 Prozent. Das Drehmoment stieg um 30 Prozent. Aufgrund des besseren thermischen Verhaltens der Spu- len erhöhte sich die Dauerleis- tung bei Betriebstemperatur um fast 20 Prozent. Gute Aussichten für zukünftige elektrische An-
Bild oben: konventionelle Wickeltechnik Bild unten: Spulen durch Giesstechnik
Muster von zwei in Feigusstechnik hergestellten Spulen
Geringerer Widerstand durch höheren Nutfüllfaktor
triebsstränge, denn wie aus Bre- men zu erfahren war, denke man auch an andere Anwendungen. Denkbar seien aufgrund der hoh- en Skalierbarkeit auch Elektro- Antriebsmotoren für die Luftfahrt! Die neue Entwicklung wird auf der AERO in der Halle A7 präsen- tiert.
Umgebauter Fahrradmotor
Vergleich alte und neue Technik
Foto: Fraunhofer IFAM
20.01.2020

Elektrisches Fliegen - die Zukunftsperspektive

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Electric Flight