研究人员开发铝绕组生产技术以提高电机的连续输出功率

研究人员开发铝绕组生产技术以提高电机的连续输出功率发布时间：2020-03-15

(资料来源:弗劳恩霍夫官方网站)

据国外媒体报道，来自德国弗劳恩霍夫瑞法姆生产技术和应用材料研究所的研究人员已经开发出一种铸造技术，可以用来生产具有更高凹槽填充系数的轻质铝绕组，以替代电机中的铜绕组。在他们的研究中，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，位于佛罗里达州霍夫研究所的铸造技术和轻型结构部门已经成功制造出精密铸铝线圈。因此，研究人员提出了另一个明确的目标，即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，以提高凹槽的填充系数，更好地利用安装空间。铸铝线圈的电阻比铜线圈高，但其横截面较大，导致整个线圈的电阻较低。铸铝线圈能更好地连接叠片铁芯，充分利用安装空间，热性能和电磁性能更好。因此，可以更换铜绕组线圈以提高性能并降低材料成本。

为了直接比较，Flawn Hoff的团队使用250瓦商用步进电机通过不同的叠片铁芯和线圈组合来改造发动机，并在实验台上进行测试。

铝绕组有许多优点，如:槽的填充系数可从32%提高到60%；同时损失10%。扭矩增加了30%。该线圈具有良好的热性能，在工作温度下连续功率可提高近20%。所产生的热量可以更好地传递到叠片铁芯并散发出去，从而提高连续性能。因为只有在更高的电流下，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电机中，优化后的线圈叠片铁芯显示出更大的优势。在重量轻的情况下，与原发动机相比，扭矩增加了近80%，连续功率增加了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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