Gegossene Aluminiumspulen
Ersatz für Kupferspulen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Aluminium versus Kupfer
Durch die Verwendung des Aluminiums konnten die Rohstoffkosten gegenüber Kupferspulen von etwa 52 Euro um über 85 Prozent auf 6 Euro pro Spule gesenkt werden. Trotz der geringeren spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten ist der elektrische Widerstand der Aluminiumspule infolge des erhöhten Nutfüllfaktors nicht höher als bei der Kupferspule.
Die gefertigten Wendepolspulen der 330 kW Gleichstrommaschine sind unter Berücksichtigung der Möglichkeiten des Verfahrens geometrisch so gestaltet worden, dass neben der Maximierung der Leiterfläche auch die Entwärmung gegenüber den zuvor eingesetzten gewickelten Kupferspulen verbessert wird. In einem Prüfstandsversuch wurden die Temperaturen der Aluminium- Wendepolspulen im Dauerbetrieb mit den Temperaturen der Ausgangs-Kupferspulen verglichen.
Durch die verbesserte Kühlung verringert sich der Temperaturhub der Wendepole im Dauerlauf von 75 auf etwa 45 Kelvin. Das geringere Temperaturniveau führt hierbei auch zu einer leichten Reduzierung der Gesamtverluste in der Maschine.
Die gießtechnische Herstellung ermöglicht es, die Kupferspule durch eine elektrisch äquivalente Aluminiumwicklung zu ersetzen und dabei Rohstoffkosten, Gewicht und Verluste einzusparen. »Die durch die Gießtechnik erzielte Verbesserung der Kühlleistung hat unsere Erwartungen übertroffen«, so der Entwicklungsingenieur Michael Jakob von den Lloyd Dynamowerken. »Wir sehen in dieser Technologie mit ihren gestalterischen Freiheiten auch das Potenzial, in zukünftigen Anwendungen Wirkungsgrad und Leistungsdichte elektrischer Maschinen zu steigern« ergänzt Jakob.
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