Le bobine in microfusione di alluminio sono molto più efficienti Credito foto: IFAM

Non importa se si tratta di una bicicletta con pedalata assistita, un e-scooter o un drone, tutti questi veicoli hanno bisogno di un motore elettrico molto efficiente.

La struttura di questi motori è identica: statore e rotore e una bobina di rame.

Oggigiorno per produrre un motore elettrico a livello industriale è necessario valutare diversi parametri come il peso, i materiali e i costi limitati.

Un gruppo di ricercatori dell’Istituto Fraunhofer IFAM, specializzato nelle tecniche di montaggio e applicazioni di materiali, ha sviluppato un procedimento per realizzare una bobina in alluminio.

Motore elettrico efficiente con la bobina in alluminio

Durante uno dei numerosi test effettuati in laboratorio è stato comprovato che le bobine in alluminio, comparate con quelle in rame, aumentano la potenza dei motori elettrici, diminuiscono la temperatura di esercizio e, a parità di peso, riducono i costi della materia prima.

Dopo i primi risultati positivi nella costruzione delle bobine in microfusione, gli ingegneri si sono concentrati nello sviluppo di un metodo per la produzione in serie attraverso la tecnica di pressofusione.

Questo ha permesso di ottenere un grande vantaggio grazie alla disposizione compatta dei conduttori che sfruttano lo spazio disponibile in modo ottimale.

Quali vantaggi?

Sebbene le bobine in alluminio pressofuso presentino una resistenza elettrica maggiore rispetto alle bobine in rame avvolto, la sezione trasversale più grande comporta una resistenza minore rispetto all’intera bobina.

In questo modo, il miglioramento della connessione al nucleo laminato e all’utilizzo più favorevole dello spazio di installazione garantisce un comportamento termico ed elettromagnetico decisamente migliore rispetto alle bobine in rame.

I motori ricostruiti con diversi nuclei laminati nelle diverse combinazioni di bobine sono stati testati sul banco di prova del laboratorio.

Per dimostrare la differenza tra i due tipi di bobine in un confronto diretto, si sono utilizzati motori commerciali Pedelec da 250 watt.

Dopo la conversione di un motore Pedelec, si è osservato che il fattore di riempimento poteva essere aumentato dal 32 al 60 percento. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno ottenuto un risparmio di peso del 10 percento, mentre la coppia è aumentata del 30 percento. Infine, a causa del migliore comportamento termico delle bobine, la potenza continua della temperatura operativa osservata è aumentata di quasi il 20 percento.

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