Werkstoffe für leistungsfähigere Motoren

Die Vacuumschmelze GmbH & Co. KG wird die diesjährige Coil Winding in Berlin zum Anlass nehmen, um die Ergebnisse einer zusammen mit der schweizerischen Drivetek AG durchgeführten Studie zu präsentieren. Das Hanauer Unternehmen zeigt unter anderem einen Motor mit Kobalt-Eisen-Blechpaketen, der Dank eines optimierten Designs und vor allem der Verwendung der Werkstoffe der VAC einen Drehmomentgewinn von 27 Prozent aufweist.

06. Mai 2011

Hintergrundinformationen zu Motor und Studie wird Dr. Pieper am 25. Mai im Rahmen der Inductica 2011 in Form eines Konferenzvortrages mit dem Titel „Optimization of a High Performance Permanent Magnet Machine using Iron-Cobalt Soft Magnetic Material“ liefern. Darüber hinaus gibt es in Berlin weitere Produkte aus dem Geschäftsgebiet Halbzeuge und Teile der VAC zu sehen: Rotor- und Statorpakete für Hochleistungsmotoren aus den Kobalt-Eisen-Legierungen Vacoflux und Vacodur. Diese weichmagnetischen Werkstoffe wurden speziell zur Realisierung von hocheffizienten Elektromotoren und -generatoren mit kleineren Verlustleistungen, etwa für die Luftfahrtindustrie, im Motorsport und in der Automationstechnik, entwickelt.

Diese Kobalt-Eisen-Legierungen haben mit 2,35 T die höchste Sättigungspolarisation und übertreffen damit alle bekannten weichmagnetischen Werkstoffe wie herkömmliches Elektroblech (z.B. M270-35A). Eine Weiterentwicklung auf der Basis von Kobalt-Eisen im Hinblick auf höhere Festigkeit gegenüber Vacoflux 50 stellt Vacodur 50 und insbesondere Vacodur S+ dar. Letzteres bietet Streckgrenzen bis 800 MPa, was vor allem für Rotorpakete für extrem schnelldrehende Motoren von Interesse ist.

In Kombination mit den herausragenden Werkstoffeigenschaften ermöglichen die speziell entwickelten Fertigungsverfahren der Vacuumschmelze höchste Energiedichten und niedrigste Verlustleistungen. Durch die an die Legierungen angepassten, sehr materialschonenden Verarbeitungstechniken (VAC stacking technology) lassen sich typische Füllfaktoren von 98 % bei Blechdicken von nur 0,1 mm erreichen. Herkömmliche Verfahren erreichen Werte um die 90 %. Die „Power Packs“ der VAC weisen exzellente Isolationsschichten zwischen den einzelnen Bandlagen auf, was wiederum die Grundlage für minimale Wirbelstromverluste darstellt.

Optional werden diese Pakete auch im Verbund mit Vacomax- oder Vacodym-Seltenerddauermagneten angeboten. Neben sehr hohen Energiedichten gewährleisten auch hier speziell entwickelte Füge- und Klebeverfahren eine optimale Performance.