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FP7

HIGHPSLEEVE — Ergebnis in Kürze

Project ID: 632482
Gefördert unter: FP7-JTI
Land: Spanien
Bereich: Verkehr

Elektromotoren für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge

Bei Maschinentechnik für Hightech-Flugzeuge (Motoren und Generatoren) werden enorme Fortschritte gemacht. So kann nun ein mit EU-Mitteln entwickelter hochfester Verbundhülsen-Prototyp die Maschinenleistung um vieles verbessern.
Elektromotoren für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge
Permanentmagnetmaschinen sind seit einiger Zeit insbesondere wegen hervorragender Effizienz und Leistungsdichte wie auch geringer Größe und Gewicht von Interesse. Allerdings lässt sich die Leistung noch um vieles verbessern, u.a. kann die Motorgröße durch höhere Drehzahlen deutlich verringert werden.

Das EU-finanzierte Projekt HIGHPSLEEVE (Implementation carbon fibres for rotor of high speed rotating electric machine) entwickelte nun eine innovative Hülse, mit der die Permanentmagneten im Motor genauer an Ort und Stelle gehalten werden können. Die neu entwickelte Verbundhülse hat nicht die Nachteile, die bei Metallhülsen auftreten, und ermöglicht gleiche oder sogar höhere Rotorgeschwindigkeiten.

Die Fixierkomponente besteht aus einem Polymermatrix-Verbundwerkstoff mit hoher Glasübergangstemperatur, ist für einen großen Temperaturbereich von -50 bis 250 °C ausgelegt und hat eine Drehzahl von etwa 50.000 U/min. Mit einem neu entwickelten Montagesystem wird die Verbundhülse im Rotor angetrieben.

Mit Prepreg-Carbonfasern gelang es, die Zahl der Metallkomponenten in der Hülse zu verringern. Die mit Reaktionsharzen vorimprägnierten Kohlenstofffasern sind äußerst stabil und leicht. Auf dem Ölprüfstand wurde untersucht, wie Öl die Materialeigenschaften beeinflusst. Die Festigkeit kann erhöht werden, indem die Polymere mit Kohlenstofffasern umwickelt werden. Das Material wurde zu Prepreg-Walzen geformt, um daraus Platten für Materialprüfungen zu fertigen.

Die Senkung des Kraftstoffverbrauchs ist eines der wichtigsten Ziele in der Luftfahrtindustrie und die weitere Leistungssteigerung bei Elektromotoren ein Schritt in die richtige Richtung. Durch höhere Motordrehzahlen kann die Größe von E-Maschinen bei gleicher Leistung verringert werden, und die neuen hochfesten Verbundhülsen ermöglichen ähnliche Geschwindigkeiten bei leichterem Maschinengewicht. HIGHPSLEEVE entwickelte kostengünstige Werkstoffe und Fertigungsverfahren für Verbundhülse und Montagesystem, die alle Konstruktionsanforderungen erfüllen.

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

Flugzeug, Elektromotor, Verbundhülse, Permanentmagnet, HIGHPSLEEVE
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