Eine am Fraunhofer IWU entwickelte Umformtechnik erhöht den Nutfüllfaktor in Elektromotoren auf über 80 %. Damit könnten Motoren für die gleiche Leistung kleiner dimensioniert werden.
Die flexible, lageangepasste Geometrie (links) nutzt den Bauraum im Gegensatz zu den anderen dargestellten Draht- und Windungsgeometrie weitgehend aus.
Fraunhofer IWU
Als Antrieb für Elektrofahrzeuge dienen heute zumeist permanenterregte Synchronmotoren. Eine Schlüsselkomponente der Motoren sind die Zahnspulen genannten Statoren, deren Zähne von Kupferdraht umwickelt sind. Nach heutigem Stand der Technik können automatisierte Wickelverfahren die Nuten in der Zahnspule aber nur etwa zur Hälfte ausfüllen.
Ein am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU entwickeltes Umformverfahren soll den Nutfüllfaktor nun auf über 80 % erhöhen. Mit einer lageangepassten Windungsgeometrie wird der Draht dabei geometrisch so ausgeführt, dass der verfügbare Raum bestmöglich ausgefüllt wird, so die Forschenden. Beispielsweise sei auf Höhe der breiteren Grundseite in der trapezförmigen Nut eine flache und breite Ausführung der Windung sinnvoll, während auf der kurzen Grundseite eine schmale Drahtgeometrie für bestmögliche Raumausnutzung stehe. Dabei werde auch die Leitfähigkeit des Drahtes in der jeweiligen Geometrie berücksichtigt.
Durch das neuen Verfahren sinkt laut Fraunhofer IWU der elektrische Widerstand in den Spulen. Zudem verbessere sich der Stromdurchfluss und es stellten sich höhere Magnetfeldstärken ein. Für die gleiche Leistung könnten Motoren damit kleiner dimensioniert werden.