德国研究所研发出有效提高性能、降低成本的轻型铝绕组铸造技术

发布时间: 2019-12-05 01:07:50 作者:中商碳素

  德国弗劳恩霍夫生产技术和应用材料研究所(Fraunhofer IFAM)的研究人员开发出一种铸造技术,可用于具有更高沟槽填充系数生产的轻型铝绕组,以取代电机中的铜绕组。他们在研究过程中发现,与铜绕组相比,铝线圈可以增加电机的连续输出功率,降低工作温度,同时减轻重量,并降低原材料成本。

  近年来,弗劳恩霍夫研究所的铸造技术与轻量化结构系(the department Foundry Technology and Lightweight Construction)已成功制造出精密铸造的铝线圈。该种铝线圈采用扁平导体结构,提升了沟槽填充系数,可以更好地利用安装空间。比起绕铜线圈,铸铝线圈具有更高的电阻,更大的横截面,这使整个线圈的电阻更小。



  另外,铸铝线圈能够更加妥帖地连接层压芯体,充分利用安装空间,让线圈的热性能和电磁性能更好。如果这项技术得以应用,可用铝线圈代替绕铜线圈,能有效提高电机性能和降低材料成本。为了直接进行对比,弗劳恩霍夫团队使用了250W的商用助踩式电机,通过不同层压芯体和线圈组合重新构建发电机,并在实验台上对其进行测试。

  经测量,铝绕组表现出诸多优点,沟槽填充系数可由32%提高到60%,同时减重10%,扭矩增加30%。在相同工作温度下,连续功率可提高近20%,可以更好的将产生的热量传递至层压芯体,并使其散发出去,来提升连续性能。因为只有在较高的电流下,线圈才能达到允许的连续工作温度。

  在另一改进型助踩式电机中,优化的铝线圈层压芯体,表现出更大的优势。在重量较轻的情况下,与原发电机相比,转矩提高近80%,连续功率提高25%。
  最后,研究人员称,可以通过不同的设计,来进一步提高铝线圈电机的性能。