Das Ziel der GroAx-Partner, ein „Großserientaugliches Herstellverfahren für neuartige elektrische Axialflussmotoren“ zu entwickeln, ist mit den ersten Prototypen des elektrischen Antriebssystems DYNAX® erreicht.
Erfahren Sie mehr darüber: im Interview mit Verbundprojektkoordinator Oliver Schwab, Projektleiter bei der Compact Dynamics GmbH in Starnberg sowie in einem Projektbericht.
1. Welche Bedeutung hat das Verbundprojekt für Ihr Unternehmen?
Die Verringerung der Systemkomplexität in Verbindung mit der damit einhergehenden Reduktion der Fertigungskosten für den Elektromotor DYNAX® ermöglicht uns, diesen leistungsstarken Elektroantrieb zukünftig auch in höheren Stückzahlen wirtschaftlich interessant herzustellen.
Die Unterstützung und die unterschiedlichen Kompetenzen der Projektpartner ist uns dabei eine große Hilfe, die wir sehr schätzen. Auch die forschende Unterstützung durch die wissenschaftlichen Institute hilft uns sehr. Als Entwicklungsspezialist für elektrische Hochleistungsantriebe sind wir bei den meisten unserer Kundenprojekte in weitaus kürzeren Entwicklungszyklen unterwegs und haben einen deutlich höheren Erfolgsdruck, dem wir uns aber gern stellen.
2. Wie können andere Unternehmen von den Projektergebnissen profitieren?
Da das Projekt GroAx sehr stark auf die Motorentopologie des DYNAX® zugeschnitten ist, ist die Übertragbarkeit von Projektergebnissen sicher nicht ohne weitere Untersuchungen möglich. Unsere Projektpartner jedoch gewinnen aus den hier umgesetzten Arbeitspaketen wertvolle Informationen, die in andere Projekte einfließen können.
3. Was zeichnet ein BMBF-Verbundprojekt aus?
In erster Linie ermöglicht ein BMBF-Verbundprojekt die intensive Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft, die aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen selten so zum Tragen kommt. Für uns heißt wirtschaftliche Entwicklung schnelle und ressourcenoptimierte Entwicklung. Der vom BMBF geförderte 2 ½ -Jahresplan ermöglicht uns, die serienrelevanten Fragestellungen intensiv zu betrachten. Auch der Austausch mit anderen Förderprojekten im Rahmen der regelmäßigen Projekttreffen ist immer sehr fruchtbar.
Das Ziel von GroAx ist es, die Herstellungskosten für die wichtigsten Bauteile dieses Hochleistungselektromotors signifikant zu reduzieren. Dabei werden für die Kernbaugruppen Fertigungsvarianten für kleine, mittlere und hohe Stückzahlen erarbeitet.
Reduzierung der Bauteildichte und Systemkomplexität
Anstelle von komplexen Wickelköpfen im Stator des Elektromotors wird eine einfache Tangentialwicklung zum Einsatz gebracht, bei der das Wickelfenster zu annähernd 100% ausgenutzt und so der Wirkungsgrad des Motors weiter optimiert wird. Durch Verwendung von Wicklungsvarianten sind Hoch- und Niedervoltanwendungen möglich.
Bei der Rotorherstellung werden zwei Rotorglocken in einem Fertigungsvorgang gleichzeitig und nahezu ohne Verschnitt gefertigt. Zum Einsatz kommt eine NC-gesteuerte Wickelmaschine für eine prozessüberwachte automatisierte Fertigung.
Um die Leistungsfähigkeit des Motors zu steigern, entwickeln die GroAx-Projektpartner einen Statorträger mit integrierter Kühlfunktion. Der Einsatz von Aluminium sorgt für Korrosionsschutz im Kühlkreis, und ein neuartiger Lötprozess ermöglicht eine Verbindungstechnik mit sehr gutem thermischem Leitwert zwischen Statorpaket und Statorkühler.
Neue Sensorik spart Kosten
Um die Herstellung der Rotormagnete zu industrialisieren, wird der Magnetring aus kunststoffgebundenem Magnetpulver in einem Arbeitsgang gepresst und anschließend aufmagnetisiert. Durch die sehr hohen Kunststoffanteile ist der Ring nahezu nichtleitend, was zu einer deutlichen Reduzierung der Wirbelströme führt und eine maximale Ausnutzung der magnetischen Eigenschaften ermöglicht.
Eine weitere Reduktion der Herstellkosten soll durch den Verzicht auf die Pollagesensorik erreicht werden. Die Voruntersuchungen für eine sensorlose Winkelbestimmung wurden mit einem vielversprechenden Ergebnis abgeschlossen. Für den unteren Drehzahlbereich wird eine Regelung entwickelt, die ein sanftes Anfahren auch ohne Sensor ermöglicht.
Der einfacher Aufbau sowie eine hohe Leistungsdichte bei niedrigem Systemgewicht zeichnen den Axialflussmotor aus.
Bildnachweis: Compact Dynamics
