德研究人員開發出輕型鋁繞組鑄造技術 可提高電機性能

人氣：763   發表時間：2020-06-01 10:29:32

德研究人員開發出輕型鋁繞組鑄造技術 可提高電機性能
據外媒報道，德國弗勞恩霍夫生產技術和應用材料研究所（Fraunhofer IFAM）的研究人員開發了一種鑄造技術，可用于生產具有更高溝槽填充系數的輕型鋁繞組，以取代電機中的銅繞組。他們在研究過程中發現，與銅繞組相比，鋁線圈可以增加電機的連續輸出功率，降低工作溫度，同時減輕重量，并降低原材料成本。
近年來，弗勞恩霍夫研究所的鑄造技術與輕量化結構系（the department Foundry Technology and Lightweight Construction），已成功制造出精密鑄造的鋁線圈。因此，研究人員提出另一明確目標，將其應用于系列化壓鑄生產。
鑄造線圈的特點是采用扁平導體結構，從而提升溝槽填充系數，更好地利用安裝空間。比起繞銅線圈，鑄鋁線圈具有更高的電阻，但橫截面較大，導致整個線圈的電阻更小。鑄鋁線圈能夠更加妥帖地連接層壓芯體，充分利用安裝空間，所以，熱性能和電磁性能更好。因此，可以代替繞銅線圈，以提高性能和降低材料成本。
為了直接進行對比，弗勞恩霍夫團隊使用250W的商用助踩式電機，通過不同層壓芯體和線圈組合重新構建發動機，并在實驗臺上對其進行測試。
鋁繞組表現出諸多優點，如：溝槽填充系數可由32%提高到60%；同時減重10%；扭矩增加30%。這種線圈具有良好的熱性能，在工作溫度下，連續功率可提高近20%。可以將產生的熱量更好地傳遞至層壓芯體，并使其散發出去，從而提升連續性能。因為只有在較高的電流下，線圈才能達到允許的連續工作溫度。

經過測量，在另一改進型助踩式電機中，經過優化的線圈層壓芯體，表現出更大的優勢。在重量較輕的情況下，與原發動機相比，轉矩提高近80%，連續功率提高25%。可以通過不同的設計，來進一步提高鋁線圈電機的性能。

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