Eine fortschrittliche Magnettechnik zur Steigerung der Motoreffizienz

EU-finanzierte Wissenschaftler haben neue Elektromotorprototypen entwickelt, die auf einer innovativen Magnetkreistechnik mit der Bezeichnung „parallel path“ (Parallelpfad) basiert. Diese Technik zur Steuerung der Magnetkraft kann zu einer substanziellen Steigerung der Magnetmotoreffizienz führen.

Energie

Seit Jahrzehnten ist der Verbrennungsmotor der vorherrschende Fahrzeugantrieb im Automobilbereich. Erste Anzeichen für eine Umstellung auf Elektroantriebe sind jedoch jetzt ersichtlich. Die Aufnahmerate von Elektrofahrzeugen hängt weitgehend von technischen Entwicklungen ab. Hierbei steht vor allem der Elektromotor als Hauptantriebsquelle im Fokus. Im Rahmen einer Partnerschaft zwischen kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und Forschungseinrichtungen, die zusammenarbeiten, um eine neue Generation von Elektromotoren zu entwickeln, zielte das Projekt EMPATHY (Electric motor based on parallel path effect) darauf ab, das Potenzial von Magnetflussschaltmotoren voll auszuschöpfen. Die Projektpartner erstellten zwei verschiedene Prototypen für Fahrzeuganwendungen. Bei dem ersten handelt es sich um einen Einzelmotor, der kleineren Verbrennungsmotoren zusätzliche Leistung bringen soll. Dies führte zu Kraftstoffeinsparungen ohne Leistungseinbußen. Bei dem zweiten handelte es sich um ein innovatives System von Radnabenmotoren, die an jedem Rad montiert werden, damit die Leistung ohne Wellen direkt auf die Räder übertragen werden kann. Beide Motoren basieren auf der „parallel path“-Technik, welche es ermöglicht, das Magnetfeld eines Dauermagneten von einem Pfad eines Magnetkreises auf einen anderen Pfad umzuschalten. Die „parallel path“-Technik ist prinzipiell sehr einfach. Dies ist der Grund dafür, warum Dauermagnetmotoren in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Dennoch gestaltet sich deren Steuerung recht kompliziert und kann ohne Kenntnis deren Funktionsweise nicht realisiert werden. Für den Entwurf der EMPATHY-Motoren verwendeten die Forscher numerische Tools, um deren Geometrie, Materialien und elektromagnetisches Verhalten zu simulieren. Das Simulationsmodell ermöglichte es den Wissenschaftlern, den optimalen Satz von Parametern für den Entwurf der Prototypen zu identifizieren. Ein geeigneter Entwurf soll durch eine Optimierung des Betriebs, um den umgeschalteten magnetischen Fluss maximal nutzen zu können, eine Verbesserung der Motoreffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Motoren ermöglichen. Die schrittweise ansteigende Zustimmung für eine Implementierung von Elektrofahrzeugen – sowohl von der Automobilindustrie als auch von Verbrauchern – legt nahe, dass die neu entwickelten Elektromotoren eine zentrale Rolle für die zukünftige Mobilität in Europa spielen können. Motoren, die auf dem Parallelpfad-Prinzip basieren, können in industriellen Ventilatoren und Gebläsen, in Hydraulik- sowie Ölpumpen, in Werkzeugmaschinen und in automatischen Drucksystemen verwendet werden.

Schlüsselbegriffe

Motoreffizienz, Elektromotor, Magnetkreistechnik, Parallelpfad, Magnetfluss

Electric Motor based on PArallel paTH effect

Eine fortschrittliche Magnettechnik zur Steigerung der Motoreffizienz

Schlüsselbegriffe

Diese Seite teilen

Herunterladen