铝绕组铸造技术可取代电机铜绕组

据外媒报道，德国弗劳恩霍夫生产技术和应用材料研究所（Fraunhofer IFAM）的研究人员开发了一种铸造技术，可用于生产具有更高沟槽填充系数的轻型铝绕组，以取代电机中的铜绕组。他们在研究过程中发现，与铜绕组相比，铝线圈可以增加电机的连续输出功率，降低工作温度，同时减轻重量，并降低原材料成本。

近年来，弗劳恩霍夫研究所的铸造技术与轻量化结构系（the department Foundry Technology and Lightweight Construction），已成功制造出精密铸造的铝线圈。因此，研究人员提出另一明确目标，将其应用于系列化压铸生产。

铸造线圈的特点是采用扁平导体结构，从而提升沟槽填充系数，更好地利用安装空间。比起绕铜线圈，铸铝线圈具有更高的电阻，但横截面较大，导致整个线圈的电阻更小。铸铝线圈能够更加妥帖地连接层压芯体，充分利用安装空间，所以，热性能和电磁性能更好。因此，可以代替绕铜线圈，以提高性能和降低材料成本。

为了直接进行对比，弗劳恩霍夫团队使用250W的商用助踩式电机，通过不同层压芯体和线圈组合重新构建发动机，并在实验台上对其进行测试。

铝绕组表现出诸多优点，如：沟槽填充系数可由32%提高到60%；同时减重10%；扭矩增加30%。这种线圈具有良好的热性能，在工作温度下，连续功率可提高近20%。可以将产生的热量更好地传递至层压芯体，并使其散发出去，从而提升连续性能。因为只有在较高的电流下，线圈才能达到允许的连续工作温度。

经过测量，在另一改进型助踩式电机中，经过优化的线圈层压芯体，表现出更大的优势。在重量较轻的情况下，与原发动机相比，转矩提高近80%，连续功率提高25%。可以通过不同的设计，来进一步提高铝线圈电机的性能。