Ressourceneffiziente, flexible Herstellungsprozesse und Test für Hochleistungsspulen aus Aluminium
FVA 828 I, IGF-Nr. 00217-EBR
Im Rahmen des Projektes wurde analysiert, inwiefern eine Substitution von Runddrahtwicklungen aus Kupfer durch Formspulen rechteckigen Querschnittes aus Aluminium möglich und sinnvoll ist. Dazu wurde zunächst sowohl die elektromagnetische Performance der Formspule als auch der Herstellungsvorgang durch entsprechende Simulationen dargelegt.
Für die technische Umsetzung eines realen Demonstrators in Form einer Rechteckspule wurde eine neuartige Prozesskette zur Herstellung von geometrieangepassten Windungskörpern entwickelt. Diese beinhaltet das sequenzielle Pressen des initialen Stromleiters, das Wickeln zum Spulenkörper und das abschließende Kalibrieren des Wickelkopfes, welcher bis dahin noch die ursächliche Geometrie besitzt. Durch diese Prozesskette können die jeweiligen Geometrien der einzelnen Windungen entsprechend ihrer Lage in der Nut angepasst werden, um den Nutfüllfaktor zu erhöhen und damit die Performance der elektrischen Maschine zu erhöhen bzw. teure Leiterwerkstoffe durch geometrieangepassten, preiswerteren Werkstoff (in diesem Fall Aluminium) zu ersetzen. Durch ausgewählte Messtechnik wurden die Ergebnisse der Umformversuche untersucht und die erzielten Ergebnisse validiert.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 00217-EBR der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
