Elektromotor in Elektrorennfahrzeugen

[Christian Lucas]

Hi,

war die Tage in Starnberg bei MagnetMotor GmbH hatte dort Gespräche zu Elektrorennmotoren und habe bei der auch in Starnberg ansässigen Firma Schaeffeler Compact Dynamics ein nettes Gespräch mit dem Projektbetreuer für Forme E und aktuell FAI Hybridsysteme . In der Formel E sind die Blechstäre der Statoren auf 0,05mm beschränkt, C D könnte auch dünner. Für die Rennfahrzeuge ist den Ingenieuren das Trägheitsmoment der Rotoren einer der wichtigsten Punkte , da die Beschleunigung Laständerung davon am stärksten beeinflusst wird, wenn mit Getriebe gearbeitet wird. Da die Motoren so klein wie möglich ausfallen sollen kommt man um das Getriebe nicht herum. Weiter ist die Kühlung wichtigst bzw. die Verluste so gering wie möglich zu halten. Heist alle Bauteile auf geringste Verluste hin zu optimieren. Dünnste Bleche was das Reglemant erlaubt. Dünnste Magnet die in dünnen Scheiben aufeinander geklebt werden und die zuletzt aufgeklebte Lage wird passend abgeschliffen. Diese Magnete werden in V- Form in den Stator eingesetzt, dessen Blechschnitt ergibt im V den Flußleitkeil zur Fluß verstärkung.
Die Spulen werden aus Multidrahtbündeln wie bekannt mit einem Schlag pro Statorlänge verdrillt und Gepresst , die besseren machen Einzelzahnspulen zum einstecken. Kühlung mit Flüssigkühlung bei den Innenläufern der Aussenmantel , bei Aussenläufern im Statorträger.
Noch eine pdf zum lesen zu Formel E Motoren. https://www.researchgate.net/profil...-electric-motor-Analysis-and-optimization.pdf .

Für nicht Fahrzeug anwendungen , bei denen es nicht auf ein niedriges Trägheitsmoment ankommt werden Aussenläufer verwendet. Also alle Luftschrauben , Fluganwendungen usw. Direktantriebe in Fertigungsmaschinen .

Noch ein Paper , etwas Älter zu Cobalt Eisen Blechen von der VAC . Hr. Brand war auch Ansprechpartner für die im Speedflug verwendeten Statoren, die nach einem von Magnet Motor GmbH eingeführten Verfahren mit 1 My Keramik Kugeln isoliert werden.
https://ethz.ch/content/dam/ethz/sp...udium/FSE/VAC-Sonderdruck-Antriebstechnik.pdf

Happy Amps Christian

 

[Powercroco]

Projektbetreuer für Forme E und aktuell FAI Hybridsysteme .

Happy Amps Christian

Ich denke, gemeint sind wohl die FIA Hybridsysteme. Die FAI hat damit (Elektro-Rennfahrzeuge) eher nichts zu tun.

Diese Magnete werden in V- Form in den Stator eingesetzt, dessen Blechschnitt ergibt im V den Flußleitkeil zur Fluß verstärkung.

Happy Amps Christian

Gemeint sind hier wohl eher die Rotoren der FLK Innenläufer?

Das allumfassende Zauberwort in diesem Metier heisst "NDA"

Hr. Brand war auch Ansprechpartner für die im Speedflug verwendeten Statoren

Ja, dass war 2017 der Herr Dr. R. Brand. (So steht es auf seiner Visitenkarte) Aber auch nicht alleine.

 

[Powercroco]

Das auf den Bildern war der Motor, der dem in der obigen .pdf folgte.
(siehe weiter verbesserte Daten)

Konnte man auf der Coilwinding 2016 auch anfassen und ich durfte sogar Fotos von Rotor und Stator machen
Und weil es schon so alt ist, darf man es auch herzeigen.
Zu dieser Zeit waren die Magnete noch deutlich einfacher in den Rotor eingebaut und weniger segmentiert, als das heute der Fall ist

 

[Powercroco]

Auch das darf gezeigt werden:
So sieht ein Rotor mit relativ fein segmentierten Magneten und Bandage für höhere Drehzahlen aus.

Rotoren wurden auch mit mehrteiligen Halbachsystemen versehen.
Auch diese Teilung kann man weiter verfeinern (5 oder 7 teilige Magnete mit entsprechender Ausrichtung der Segmente)
So einen Rotor kann man leichter (Hohl) ausführen, als FLK-systeme. (Massenträgheit des Rotors).
Auch kann man diesen so (bei Bedarf) von innen gut kühlen. Die verwendeten Wellendicken geben das her.

Meist kommen mehr Phasen als nur unsere 3 zum Einsatz. Aber das ist eine eigene Baustelle.

Bei der verpressten Litzenwicklung steht man immer wieder vor dem Dilemma, dass so ein sehr dünnes Einzeldrähtchen beim Pressen sehr gern querschnittsvermindert oder gar zerquetscht wird. Dann hat man nix gewonnen.
Diese Info stand ja auch schon offen in der von CL verlinkten Arbeit zum Verpressen von Wicklungen.
Will man sichergehen, dass da alles okaygeblieben ist, darf man je auffälligem Litzenbündel bis zu mehrere 100 Einzeldrähte auf Durchgang (abgequetscht) und ohmschen Widerstand messen (noch nicht ganz abgequetscht) und den Pressdruck reduzieren (unerwünscht) oder Aschenputtel spielen (extrem aufwendig).

Wobei das alles (wie bei CL) wieder recht alte und sehr vage gehaltene Informationen sind (NDA),
die man sich aber auch einzeln aus den berühmten "papers" zusammensuchen kann.

Was man am Ende damit gewinnt, wird gemessen am Zusatzaufwand immer weniger und /oder spezifischer.
Aus der Schnittmenge der realisierbaren Eigenschaften kommt man nicht heraus, man kann nur seinen jeweiligen Auslegungschwerpunkt "in eine andere Ecke schieben."
Haben wir ja gerade an einem Modellmotor sehr eindrücklich vorgeführt bekommen.

Es ist wie immer: die Theorie liest und schreibt sich easy, ihre praktische Umsetzung hat mehr Fallstricke, als man sich gemeinhin vorstellt.
Viele getestete Sachen kommen niemals bis in die Kleinserie.
Das wahre Leben ist eben keine Buntstiftzeichnung oder ein "so könnte es gehen" Grobmodell im Tischschraubstock.

Wir spielen halt mit dem, was wir haben und was wir basteln, sollte mit einem handelsüblichen Modellbausteller (ausreichend) gute Ergebnisse bzw. Verbesserungen für den jeweiligen Einsatzzweck bringen.

 

[FamZim]

Hallo

Ich habe seit 1970 mit Presseilen für Elektronenbeschleuniger gearbeitet, die Leiter waren einzeln isoliert wie normale Leiter und komplett etwa Daumendick.
Die Länge jeweils ~ 200 mtr und alle gegen Schlüsse gemessen.
Selten war da mal ein Schluß drinn.
Später dann Supraleiter, blank und verzinnt (nicht für Wechselfelder) und richtig eckig geprest (gewalzt) .
Keine Defekte fest zu stellen, trotz anschließender Trapetsform.
Da alle Leiter die gleiche Festigkeit und Härte haben, ist gegenseitige Beschädigung , ausser Verformen ziemlich ausgeschloßen.

Gruß Aloys.

 

[Christian Lucas]

Hi Aloys,

so ist es , es gibt gar keine Ausfälle wenn nicht Überpresst wird. Und die ETH Zürich zeigt die gleichen Wege auf , https://www.research-collection.eth...50/155548/ETH23292.pdf?sequence=2&isAllowed=y . Will hier jemand behaupten dass dort Unsinn gelehrt wird ?

Happy Amps Christian

 

[Powercroco]

Das sind keine Lehrunterlagen, sondern das ist eine Doktorarbeit zur Erlangung des Titels "Dr. sc. ETH Zürich"

Was steht in der von Dir in Post #314 im LMT thread verlinkten Doktorarbeit zu Erlangung des Titels eines "Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.)" zum Thema Verpressen (Kurzfassung in #316) ?
Schon selektiv vergessen?

Was hattest Du selber zum Ausschluss geschrieben, der auch bei Lehner anfiel, wenn der Pressdruck zu groß war?
Im Rennsport neigt man bekanntlich besonders dazu an Grenzen zu gehen und diese zu überschreiten.
90% Ausschluss beim Verpressen fielen da noch nicht unter "Grenzüberschreitung"!

**** nix zum Thema! (macht das per PN aus!) ****