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elweb Technik
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3
Erster Beitrag:
vor 2 Jahren
Letzter Beitrag:
vor 1 Jahr, 12 Monaten
Beteiligte Autoren:
Bernd Schlueter, i-MiEV

Neue Magnetwerkstoffe

Startbeitrag von Bernd Schlueter am 19.02.2016 10:49

Im Bereich der Neodymagneten hat sich nicht viel getan, sie sind einfach gut. Gut 1,4 Tesla sind erreicht worden. Außerdem ist der Preis wieder erschwinglicher geworden.
Viel tut sich allerdings bei den amorphen, weichmagnetischen Materialien. Bei der Herstellung wird flüssiges Reineisen auf eine mit etwa Schallgeschwindigkeit sich drehende Trommel aufgespritzt. Die Abkühlzeit des Eisens liegt dann im Bereich einer Mikrosekunde, wobei sich nur extrem kleine Kristalle ausbilden können. Diese sind untereinander nur relativ lose gebunden und besitzen einen hohen ohmschen Widerstand. Die entstehenden dünnen Bänder werden dann wie üblich weiterverarbeitet, so zu "Blech"paketen in Permanentmagnetmotoren.
Es fehlt dann der starke Verlustanstieg bei Maximalgeschwindigkeit infolge der bisher hohen Wirbelströme. Höhere Drehzahlen auch bei Vielpolmotoren (normalerweise Langsamläufer) sind möglich. Das kompensiert auch einen Nachteil des amorphen Eisens: es ist weniger dicht und zeigt eine Sättigungsinduktion von 1,2 bis 1,5 Tesla, im Gegensatz zu massiven Dynamoblechen bei 1,8 bis 2 Tesla.
Auch in Wandlern (Ladegeräte) wird das neue Material zunehmend eingesetzt. Es löst das bisher übliche epoxygebundene Pulvereisen und das Ferrit ab. Fernes Preisziel: 3 Euro pro kg. Die Reichweite permanentmagnetbewegter Fahrzeuge dürfte damit bei Höchstgeschwindigkeit um 10% steigen.
Asynchron oder mit Gleichstrom angetriebene Fahrzeuge zeigen diese nachteilige Eigenschaft nicht: Das Magnetfeld wird bei hohen Geschwindigkeiten heruntergeregelt. Das können Permanentmagnete nicht: sie schlagen immer bärenstark zu.
Beide Motortypen sind deutlich schwerer als Neodymmagnet-erregte Motoren.

Bei allen anderen Motoranwendungen wird die Drehzahl nicht in solch einem großen Bereich geändert wie beim Elektroauto. Auch dort tritt das Wirbelstromproblem nicht auf.

Antworten:

Über die Firma Braun in Nauroth im Westerwald bin ich jetzt an die Firma Kienle und Spiess gekommen, die alle möglichen Sorten von Motorblechen fertigt. Nur 65km von der Waldmühle entfernt, also elektrisch erreichbar. Die Chancen, dass die Waldmühle bald eine generator- und getriebmäßige Verbesserung erfährt, steigen und sind schon ganz gewaltig durch den Kontakt mit der Firma Braun im Westerwald gestiegen...
So nebenbei ist die schwäbische Firma im Besitz von Sumitomo in Kyoto hochinteressant für die Weiterentwicklung der von mir so sehr herbeiersehnten Neuentwicklungen von Elektromotoren für unsere Schätzchen.

Sumitomo hatte lange Zeit das Monopol für die Herstellung von Seltenerdmagneten inne, zusammen mit GM. Vor ca 30 Jahren hatte ich deshalb Kontakte dorthin.

Da habe ich noch eine ganze Reihe Fragen, insbesondere zu Reluktanzmotoren, deren Magnetfeld man zurückregeln kann und die damit die Vorteile von Hauptschluss- und Induktionsmotoren bieten.
Letztere zwei sind für kW-stärkere Fahrzeuge besonders geeignet. Diese funktionieren auch ohne die neuen Magnetwerkstoff im vollen Drehzahlbereich mit vollem Wirkungsgrad.

Die Entwicklung unserer Lieblinge und der umweltfreundlichen Energieerzeugung (man kann doch gar keine Energie erzeugen, wird jetzt mancher einwenden, diese Rosinenk...) ist also keineswegs am Ende.

von Bernd Schlueter - am 23.02.2016 06:07
Vielen Dank für diese beiden hoch interessanten Beiträge.

Vor 40 Jahren habe ich (als Elektro- /Elektronikinteressierter) Maschinenbau (?) studiert und dabei auch Metallurgie und weiss was noch studiert. Heute mit 65 fahre ich seit 5 Jahren rein elektrisch, weil ich diese E-Maschine als die angenehmste (kein Lärm, keine Vibrationen) und sparsamste (Energie pro km) schätzen gelernt habe. Das will was heissen nach vielen Jahren mit "Explosionsautos" >200PS ;-)

Elegante Fortbewegung braucht ja nur wenig Energie, kein Lärm, keine Gangschaltung, kein Drehzahlmesser und nur wenig Wartung.

Ich freue mich jedes Jahr über die Zunahme der Reichweite von EVs. Und noch viel mehr freut mich die Entwicklung bei der verbesserten Effizienz von E- Motoren durch andere Magnete, Spulen, Kühlung oder was auch immer :-))

Hoffentlich erkennen die deutschen (Verbrenner)-Motorenbauer noch rechtzeitig, dass sie das "Pferd wechseln müssen".

von i-MiEV - am 23.02.2016 21:41
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