Фраунгофер IFAM досліджує електродвигуни, які вимагають менше критичних сировин.
Фраунгофер IFAM будує нову науково-дослідну інфраструктуру в Дрездені для електродвигунів, розроблених з метою використання меншої кількості критичних сировин. Проєкт SIREN зосереджується, серед іншого, на приводах без елементів рідкісних земель та на використанні алюмінію замість міді у обмотках.
SIREN досліджує багатоматеріальні конструкції для нових архітектур електродвигунів.
Зображення: Фраунгофер IFAM
До кінця 2028 року Фраунгоферський інститут IFAM отримає понад два мільйони євро фінансування на проект SIREN (Суверенна та універсальна інфраструктура для електродвигунів наступного покоління, незалежних від ресурсів) від Свободної землі Саксонія та Європейського фонду регіонального розвитку (ERDF).
Основна увага приділяється створенню безперервного ланцюга процесів додавання матеріалів на основі спікання для розробки та виробництва електродвигунів. Це дозволить поєднувати різні металеві матеріали та створювати геометрії компонентів, які важко або неможливо виготовити за допомогою традиційних методів виробництва.
Однією з ключових сфер уваги є так звані багатоматеріальні ламінації. Вони передбачають цілеспрямоване поєднання м’якомагнітних та немагнітних матеріалів. На цій основі інститут прагне розробити, серед іншого, двигуни високої швидкості з принципом релуктансу та приводи з постійними магнітами, збуджувані феритами. Такі концепції двигунів можуть працювати без елементів рідкісних земель.
Інший підхід стосується електричних обмоток. Тут Fraunhofer IFAM досліджує можливість заміни міді на алюміній. Шляхом інтеграції спеціальних каналів охолодження планується покращити властивості алюмінієвих обмоток, що дозволить створити електричні приводи високої продуктивності.
Алюміній замість міді в обмотках двигунів
Предметом цієї роботи є залежність Європи від критично важливих сировин. Зокрема, постачання елементів рідкісних земель сильно концентроване в кількох країнах-постачальниках. Мідь також набуває стратегічної важливості через зростання електрифікації транспорту та промисловості.
Ця робота доповнює інші дослідницькі підходи, спрямовані на зменшення цих залежностей. У проекті NEO-CYCLE EU інститут Fraunhofer IKTS та Технічний університет Бергакадеміє Фрайберг розробляють процес відновлення елементів рідкісних земель, таких як неодим, з виведених з експлуатації магнітів. У той час як NEO-CYCLE зосереджується на переробці, проект SIREN починається на етапі проектування двигунів, досліджуючи концепції приводів, які можуть функціонувати повністю без елементів рідкісних земель.
Нова інфраструктура призначена для охоплення всієї ланцюга розробки — від розробки матеріалів та виробництва складних компонентів до створення функціональних демонстраційних пристроїв. За даними Fraunhofer IFAM, запланована комбінація процесів є унікальною в Європі у такій формі.
Особлива увага приділяється застосуванням із високими вимогами до щільності потужності та простору для встановлення. Окрім електричних дорожніх транспортних засобів, інститут також згадує повітряні та підводні транспортні засоби, а також інші промислові застосування.
Водночас інфраструктура має використовуватися для спільних проектів розробки з компаніями. Особлива увага приділяється підприємствам у сферах технологій приводів, галузі постачальників та технологій спікання. Малі та середні підприємства в Саксонії також мають отримати доступ до нових виробничих процесів.