德研究人員開(kāi)發(fā)出輕型鋁繞組鑄造技術(shù) 可提高電機(jī)性能

人氣：1051   發(fā)表時(shí)間：2020-06-01 10:29:32

德研究人員開(kāi)發(fā)出輕型鋁繞組鑄造技術(shù) 可提高電機(jī)性能
據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用材料研究所（Fraunhofer IFAM）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種鑄造技術(shù)，可用于生產(chǎn)具有更高溝槽填充系數(shù)的輕型鋁繞組，以取代電機(jī)中的銅繞組。他們?cè)谘芯窟^(guò)程中發(fā)現(xiàn)，與銅繞組相比，鋁線(xiàn)圈可以增加電機(jī)的連續(xù)輸出功率，降低工作溫度，同時(shí)減輕重量，并降低原材料成本。
近年來(lái)，弗勞恩霍夫研究所的鑄造技術(shù)與輕量化結(jié)構(gòu)系（the department Foundry Technology and Lightweight Construction），已成功制造出精密鑄造的鋁線(xiàn)圈。因此，研究人員提出另一明確目標(biāo)，將其應(yīng)用于系列化壓鑄生產(chǎn)。
鑄造線(xiàn)圈的特點(diǎn)是采用扁平導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，從而提升溝槽填充系數(shù)，更好地利用安裝空間。比起繞銅線(xiàn)圈，鑄鋁線(xiàn)圈具有更高的電阻，但橫截面較大，導(dǎo)致整個(gè)線(xiàn)圈的電阻更小。鑄鋁線(xiàn)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(xiàn)圈，以提高性能和降低材料成本。
為了直接進(jìn)行對(duì)比，弗勞恩霍夫團(tuán)隊(duì)使用250W的商用助踩式電機(jī)，通過(guò)不同層壓芯體和線(xiàn)圈組合重新構(gòu)建發(fā)動(dòng)機(jī)，并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
鋁繞組表現(xiàn)出諸多優(yōu)點(diǎn)，如：溝槽填充系數(shù)可由32%提高到60%；同時(shí)減重10%；扭矩增加30%。這種線(xiàn)圈具有良好的熱性能，在工作溫度下，連續(xù)功率可提高近20%。可以將產(chǎn)生的熱量更好地傳遞至層壓芯體，并使其散發(fā)出去，從而提升連續(xù)性能。因?yàn)橹挥性谳^高的電流下，線(xiàn)圈才能達(dá)到允許的連續(xù)工作溫度。

經(jīng)過(guò)測(cè)量，在另一改進(jìn)型助踩式電機(jī)中，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的線(xiàn)圈層壓芯體，表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。在重量較輕的情況下，與原發(fā)動(dòng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)矩提高近80%，連續(xù)功率提高25%。可以通過(guò)不同的設(shè)計(jì)，來(lái)進(jìn)一步提高鋁線(xiàn)圈電機(jī)的性能。

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