SPS 2019 - Highlights für elektrische Antriebsanwendungen

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17% Kobalt-Eisen – VACOFLUX X1Kostenoptimiertes Kobalt-Eisen für elektrische Antriebe

VACOFLUX X1 ist ein Kobalt-Eisen-Werkstoff, der speziell für leistungsstarke Elektromotoren in der Serienfertigung entwickelt wurde. Es ist deutlich effizienter als Elektroblech, jedoch gleichzeitig deutlich günstiger als 49% Kobalteisen. VACOFLUX X1 schließt die bestehende Lücke zwischen der leistungsstarken Motorsport-Technologie aus 49% Kobalt-Eisen und dem bisher in der Massenproduktion eingesetzten, weniger leistungsfähigen Elektroblech.   

Die technischen Vorteile des neuen Materials wurden in einer Vergleichsstudie der schweizerischen drivetek ag nachgewiesen. Grundlage der Studie ist eine Traktionsmaschine mit einer Leistung von 250 kW. Die Konstruktion zielte auf eine möglichst hohe Drehmomentdichte ab. Mit VACOFLUX X1 konnten Drehmomentsteigerungen von bis zu 12,5 % gegenüber NO20 erreicht werden. Eine Anpassung des Rotors war nicht erforderlich, d.h. der Aufwand für die Qualifizierung des neuen Materials ist vernachlässigbar, da keine Neuberechnung und Optimierung der Rotorfestigkeit erforderlich ist.   

Zusätzlich zur oben genannten Drehmomenterhöhung wird eine Effizienzsteigerung an vergleichbaren Arbeitspunkten erreicht. Je nach Arbeitspunkt können die Verluste um bis zu 28 % reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der erreichbaren Reichweite des Fahrzeugs, ohne dass die Batterie größer werden muss. Durch eine stärkere Fokussierung auf die Optimierung des Wirkungsgrades könnte dieser noch weiter gesteigert werden, wobei eine Erhöhung des erreichbaren Drehmoments angestrebt wird.

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VACOCOILGewinner des Innovator 2019 Awards für passive Bauelemente

Die Entwicklung der Ladeinfrastruktur und der Smart Grids führt zu erheblichen Netzstörungen (EMV), die komplexe EMV-Filter erfordern. Zu diesem Zweck ermöglicht VACOCOIL eine deutlich verbesserte Dämpfung, insbesondere bei hohen Frequenzen.

VACOCOILS werden in einem innovativen Herstellungsverfahren kostengünstig hergestellt. Anstelle der üblichen massiven Drahtwicklung werden geformte Kupferschienen am Kern befestigt. Dadurch wird die Wicklungskapazität minimiert und die Dämpfung erhöht. Zusätzlich wird die mechanische Belastung des Kerns beim Wickeln deutlich reduziert. Die typischerweise verwendeten nanokristallinen VITROPERM-Kerne weisen eine hohe Permeabilität und geringe Verluste bei hervorragenden thermischen Eigenschaften auf.

VACOCOILs werden als Common Mode Chokes (CMCs) eingesetzt, die sich durch eine verbesserte Dämpfung bei hohen Frequenzen (f >1 MHz), minimierte Wicklungskapazität und eine 10-fach verbesserte Impedanz bei 10 MHz auszeichnen. Das neue Design ist ideal für Anwendungen mit Lastströmen über 50 A bei hoher Leistung geeignet. Mögliche Durchmesser für die Kupferschienen sind 4,5 mm, 6 mm und mehr, ein Patent für das neu entwickelte Verfahren ist angemeldet.

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