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Welche Rolle spielt Kupfer in der energieeffizienten Motorenfertigung?

Wenn es um die Entwicklung neuer Automobiltechnologien geht, ist Kupfer für die Verbesserung der Motoreffizienz unerlässlich, und Standard-Induktionsmotoren erfordern erhebliche Effizienzsteigerungen durch mehr Kupfer in ihren Wicklungen, höherwertige Stahlkerne, verbesserte Lager und Isolierung sowie ein verbessertes Lüfterdesign Das Streben nach höherer Motoreffizienz führte zu neuen Motortechnologien und -designs, die über Induktionsmotoren hinausgingen. Kupfer wurde zum Schwerpunkt dieser neuen Technologien.

Permanentmagnetmotor
Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) werden immer häufiger zum Antrieb von Industriemotoren eingesetzt.Die Permanentmagnet-Motortechnologie hat die Rotorelemente durch leistungsstarke Permanentmagnete ersetzt, die aus Seltenerd-Aluminiumstäben hergestellt sind.Permanentmagnete werden in Oberflächenmontage und Innenmontage unterteilt. Der Stator eines Permanentmagnetmotors ist einem herkömmlichen kupfergewickelten Motor sehr ähnlich.Der Rotor im Motor ist einzigartig, mit Permanentmagneten, die in das Rotorblech oder die Staboberfläche eingebettet sind. Ein Permanentmagnetmotor verbraucht weniger Kupfer als ein Wechselstrom-Induktionsmotor mit ähnlicher Nennleistung, ist aber für die Effizienz immer noch auf Kupfer angewiesen.

Vorteile von PERMANENT-Magnetmotoren: hervorragende Drehmoment-Drehzahl-Kurve, hervorragendes dynamisches Ansprechverhalten, hohe Effizienz und Zuverlässigkeit, geringer Wartungsaufwand, längere Lebensdauer, geringe Geräuschentwicklung, hohe Drehzahlfähigkeit, hohes Drehmoment/Volumen-Verhältnis oder hohe Leistungsdichte. Nachteile: hohe Kosten, Bedarf an drehzahlgeregelten Antrieben, Nachhaltigkeit von Seltenerdmaterialien.

Die Anzahl und Art des Kupferdrahts ist wichtig bei der Konstruktion eines geschalteten Reluktanzmotors, bei dem jede Windung der Spule ineinander verschachtelt ist, um die großen Statorschlitze zu füllen, die das Design des geschalteten Reluktanzmotors zulässt. Kupfer ist ein wichtiger Bestandteil der Spule , und der Motor ist normalerweise mit 100% Kupfer gewickelt, das einen viel geringeren Widerstand als alternative Materialien wie Aluminium hat. Ein niedriger Wicklungswiderstand wandelt sich direkt in weniger Abwärme um, wodurch die Energieeffizienz verbessert und die Betriebstemperatur des Motors vorteilhaft gesenkt wird.
Geschaltete Reluktanzmotoren verwenden bei Bedarf eine Spule aus seilartigem Kupferdraht oder Litzendraht.Die Spule besteht aus vielen kleineren Kupferdrähten, die zu einem seilähnlichen Rechteck verdrillt sind. Mit diesem Leitertyp ist es möglich, den Leiter zu vertauschen, wodurch der Skineffekt verringert wird, der dazu führt, dass der Strom nach außen wandert Leiter, wodurch der Widerstand des Leiters effektiv erhöht wird.

Vorteile des Motors mit geschalteter Reluktanz: hoher Wirkungsgrad, insbesondere über einen weiten Lastbereich, hohes Drehmoment und hohe Drehzahl, hervorragende Eigenschaften im Drehzahlbereich mit konstanter Leistung, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer, einfacher und robuster Aufbau, hohe Leistungsdichte.
Nachteile: Welliges Drehmoment, hohe Vibrationsleistung, Notwendigkeit eines drehzahlgeregelten Antriebs, Lärm, Spitzenwirkungsgrad etwas niedriger als bei PERMANENT-Magnetmotoren.
Rotormotor aus Kupfer
Die Innovation der Kupferrotormotortechnologie ergibt sich aus der Nachfrage nach höherer Energieeffizienz auf dem Markt für Niederspannungsmotoren, die mit dem traditionellen Rotordesign aus Aluminiumdruckguss nicht erfüllt werden kann Traditionelle Aluminium-Rotordesigns sind nicht nur für neue Anwendungen, sondern auch für Retrofit-Anwendungen wichtig. Um diese neue Technologie zu entwickeln, hat die Automobilindustrie die Rotoren neu gestaltet, insbesondere das Design und die Entwicklung komplexer Rotorgussverfahren. Die Effizienzsteigerung im Vergleich zu herkömmlichen Aluminiumrotoren Designs rechtfertigt die große Investition in Design und Entwicklung. Unter Verwendung der Aluminium-Druckgusstechnologie ergibt das Druckgießen von massiven Kupferrotoren einen höheren Wirkungsgrad bei Motoren gleicher Größe im Vergleich zu herkömmlichen Energiesparmotoren.

Fazit
Permanentmagnet-, geschaltete Reluktanz- und Kupferrotor-Induktionsmotoren Jede dieser Motortechnologien stützt sich auf ihre eigene einzigartige Weise auf Kupferkonstruktionen, um effizientere und zuverlässigere Motoren zu produzieren. Permanentmagnetmotoren mit leistungsstarken Permanentmagneten in ihren Rotoren, geschaltete Reluktanzmotoren mit Leistung Elektronische Schalter und ihre dichten Kupferstatoren und -rotoren sowie Kupferläufermotoren mit kaltlaufenden Rotoren mit reduziertem Stromwiderstand bieten alle Möglichkeiten, Energiesparziele zu erreichen und die Leistung zu verbessern. Durch den innovativen Einsatz von Kupfer, Schalttechnologie und Permanentmagneten, der heutige Motor Designs können aus vielen weiteren Möglichkeiten wählen, um ihre Effizienz und anwendungsspezifischen Anforderungen zu erfüllen.