研究人员开发铝绕组生产技术 增加电机连续输出功率

据外媒报道，德国弗劳恩霍夫生产技术与应用材料研究所的研究人员开发了一种铸造技术，可用于生产具有更高凹槽填充系数的轻质铝绕组，以取代电机中的铜绕组。在研究过程中，他们发现与铜绕组相比，铝线圈可以增加电机的连续输出功率，降低工作温度，减轻重量，降低原材料成本。近年来，弗劳恩霍夫研究所的铸造技术和轻型结构系统已成功制造出精密铸造铝线环。因此，研究人员提出了另一个明确的目标，将其应用于系列压铸生产。铸造线圈的特点是采用扁平导体结构，提高了凹槽填充系数，更好地利用了安装空间。与铜线圈相比，铸铝线圈具有更高的电阻，但由于横截面积较大，整个线圈的电阻较小。铸铝线圈可以更好地连接层叠芯体，并充分利用安装空间，从而获得更好的热性能和电磁性能。因此，它可以取代铜缠绕线圈，以提高性能并降低材料成本。为了进行直接比较，Fraunhofer团队使用了一台250W的商用步进辅助电机，通过不同的叠片铁芯和线圈组合来重建发动机，并在实验台上进行了测试。铝绕组具有许多优点，例如：凹槽填充系数可以从32%提高到60%；同时减重10%；将扭矩增加30%。这种类型的线圈具有良好的热性能，在工作温度下可以将连续功率提高近20%。产生的热量可以更好地传递到叠层铁芯并消散，从而提高连续性能。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。经过测量，在另一种改进的步进辅助电机中，优化的线圈叠片芯体显示出更大的优势。在重量较轻的情况下，与原始发动机相比，扭矩增加了近80%，持续功率增加了25%。通过不同的设计可以进一步提高铝线圈电机的性能。

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