Fraunhofer-Gesellschaft

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Kontaktierung gegossener Wicklungen in elektrischen Antrieben

 
: Hempel, Markus; Adebahr, Meiken; Jahnke, Dennis

Metall 74 (2020), No.11, pp.426-430
ISSN: 0026-0746
German
Journal Article
Fraunhofer IFAM ()

Abstract
In vielen kompakten elektrischen Antrieben werden permanentmagneterregte Maschinenmit Zahnspulenwicklungen aus Kupferrundraht eingesetzt. Diese Maschinenzeichnen sich durch ihre kurze Bauweise, geringe Stromwärmeverluste und hohe Kraftdichten aus. Durch den Einsatz gießtechnisch hergestellter Formspulen lassen sich diese Vorteile noch weiter verstärken. Die Gießtechnik erlaubt eine individuelle Anpassung der Leitergeometrie und eine Variation des Leiterquerschnitts in den einzelnen Windungslagen, sowohl im Bereich der drehmomentbildenden Nuten als auch der, außerhalb der Magnetkerne liegenden, Wickelköpfe. Diese Gestaltungsfreiheitwird dazu genutzt, den zur Verfügung stehenden Bauraum in der Nut, welcher in der Regel nicht rechteckförmig ausgebildet ist, maximal auszunutzen und so viel Leitermaterialwie möglich in den Magnetkern einzubringen. Die Spulen können aufgrund fehlender Biegeradien zudem noch kompakter ausgeführt werden und verfügen überebene Kontaktflächen der einzelnen Leiter zueinander sowie auch zum Magnetkern, über den der Hauptteil der Stromwärmeverluste abgeführt werden muss. Gegenüber Runddrahtwicklungen kann so eine deutlich gleichmäßigere Wärmeverteilung in der Wicklung erzielt werden und der abführbare Wärmestrom erhöht werden. So lässt sich der Widerstand einer Spule senken und entweder der Wirkungsgrad des Motors bei gleichem Drehmoment verbessern oder die Drehmoment- und Leistungsdichtesteigern. Aufgrund der flachen Leiteranordnung können zudem gezielt Kühlkanäle in axialer Richtung in die Spulen eingebracht werden, welche eine weiter verbesserte Leiterkühlung erlauben (siehe Bild 1).

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-615656.html

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