Home Elektrische installatie Elektrische machines Intern gekoelde holle dradenHet idee is niet nieuw en wordt al jaren gebruikt in generatoren van elektriciteitscentrales: golfgeleiderkoeling.Het bedrijf Dynamic E Flow uit Valley bij München maakt deze technologie nu ook economisch haalbaar voor kleinere motoren in de vermogensklasse vanaf 5 kW.Dynamic E Flow is in 2014 opgericht door Michael A. Naderer, die na zijn studie werktuigbouwkunde in Wenen zijn eerste ervaringen opdeed met fabrikanten van werktuigmachines.De eerste jaren lag de focus vooral op het doorontwikkelen van de golfgeleider binnen een klein team.Sinds 2017 komt ook de productie en verkoop van complete motoren op de voorgrond.Dat was ook het jaar waarin Manuel Hartong bij het bedrijf kwam als »Chief Technical Officer« (CTO) (afb. 1).Het was beschikbaar als gesprekspartner.De grootste verliezen bij motoren vinden plaats in het koper.Dat weten de makers van Dynamic E Flow natuurlijk ook: »Alles wat elektrisch isoleert, isoleert ook thermisch.Dit moet eerst worden overbrugd met watermantelkoeling.Het temperatuurverschil tussen geleider en koelvloeistof is erg hoog voordat er überhaupt een bepaalde warmtestroom plaatsvindt.Met ons systeem vermijden we dit volledig omdat we direct contact hebben tussen de geleider en de koelvloeistof", zegt Manuel Hartong.Het hoogtepunt: je kunt er een veel hogere stroomdichtheid mee bereiken en daardoor de machines veel compacter bouwen.Dit verhoogt de vermogensdichtheid, soms drastisch.Om het principe in de ware zin van het woord tastbaar te maken voor geïnteresseerden en potentiële klanten – bijvoorbeeld op beurzen – wordt een demonstrator gebruikt (Figuur 2): »Hier links ziet u een holle draad met onze technologie en een standaard draad hier aan de rechterkant.De twee zijn elektrisch in serie geschakeld en onze draad wordt gekoeld door een pomp.Als we nu de schakelaar sluiten, zal er ongeveer 100 A vloeien, wat een zeer hoge stroomdichtheid betekent.Ter vergelijking: de gekoelde draad warmt slechts op tot ongeveer 40 °C, ik zou niet aanraden om de andere aan te raken.«Nog een effect: de draad met de zogenaamde Capcool-technologie (zie kader: Over »Capcooltech«) koelt binnen een seconde weer af tot kamertemperatuur: »We kunnen niet alleen de temperatuur in de motor aanzienlijk verlagen, we kunnen deze ook regelen en bewust binnen een bepaalde marge houden.Op deze manier kan de uitzetting of krimp van het koper sterk worden verminderd bij een veranderende energiecyclus”, stelt Hartong.Met "Capillaries Cooling Technology" (Capcooltech) worden de spoelen van een motor van binnenuit gekoeld.Dit gebeurt met behulp van holle-draadtechnologie, waarmee een stroomdichtheid tot 75 A/mm2 kan worden bereikt.Hoewel de stroomdichtheid kwadratisch wordt opgenomen in de verliezen, betekent de vermindering van het kopervolume bij een hogere benutting dat de verliezen slechts proportioneel toenemen met de stroomdichtheid.De draden hebben een diameter van 1 mm tot ca. 3 mm en zijn volledig oprolbaar.Het koelmiddel wordt direct in het koper geleid, waar de thermische geleidbaarheid maximaal is.Door direct door de draad te pompen wordt een enorme warmteafvoer bereikt.Het wordt gekoeld waar cruciale verliezen optreden: in de wikkeling, het aangrenzende pooloppervlak, de magneten en tanden.Zoals gezegd wordt hier gebruik gemaakt van de zeer goede thermische geleidbaarheid van koper.Afhankelijk van de af te voeren warmte kan de bijbehorende koelvloeistoftoevoer worden aangepast.Een combinatie met de indirecte koeling betreffende de ijzerverliezen is mogelijk en deels ook verstandig.De technologie kan onafhankelijk van de machinetopologie worden gebruikt en bestaat uit twee componenten: de reeds genoemde holle draad en een aansluitdoos voor de elektrische en hydraulische aansluitingen.Het idee om ons te wijden aan het onderwerp testbankmachines (Fig. 3) ontstond op een autosportbeurs.Lagers zijn een kritiek gebied op deze hogesnelheidsmachines.Hoe langer een schacht, hoe lager de resonantiefrequentie/stijfheid.Dit vermindert de snelheid die nog »schoon« gereden kan worden."Om het simpel te zeggen: we kunnen deze actieve onderdelen compact houden, de lagers bewegen dichter naar elkaar toe, wat de snelheid en de levensduur van het hele systeem verhoogt", zegt de CTO.Ter illustratie diende de kunststof variant van de testbankmachine (Fig. 4) met 800 kW.“Dat is veel voor deze maat.Een typische dieselmachine zou ongeveer zes keer groter zijn dan een iets zwakkere machine die we bij een klant hebben staan", benadrukt Manuel Hartong niet zonder trots.De levensduur van de lagers is ook langer met een diameter van 80 mm.De smering vindt plaats via olie-luchtsmering en de as wordt actief gekoeld met water: "Dit doen we vooral om de hoge vermogensdichtheden die we in de stator in de rotor bereiken ook te kunnen managen", vat hij samen.De vermindering in grootte en gewicht van een "Capcooltech"-motor in vergelijking met een conventionele motor met hetzelfde vermogen (Figuur 5) wekt natuurlijk verlangens op in gebieden zoals luchtvaart of elektromobiliteit.Afhankelijk van de toepassing en markt werken we al samen met de »grote spelers«.Eigenlijk zegt Manuel Hartong, wanneer hem wordt gevraagd naar elektromotoren voor auto's: »Dit is een gebied dat we heel open benaderen, maar onze productiefocus ligt momenteel op nichemarkten zoals testbankmotoren of luchtvaart.Maar er zijn al veelbelovende activiteiten op het gebied van elektrische high-performance voertuigen en bedrijfswagens, evenals op het gebied van personenauto's.Als er problemen zijn met het downloaden of als links niet werken, neem dan contact op met kontakt@elektro.netVul alstublieft alle verplichte velden inCompacte regelmodule voor elektromagnetische remmenOppervlaktemoeheid in wentellagersGebouwbesturing van Radevormwald de wereld inKlemelementen voor de as-naafverbindingBetere detectie van bliksemongevallenPersdag bij Stabila in AnnweilerHet laatste nieuws over ema rechtstreeks in je inbox!Elektricien voor specifieke werkzaamheden - basisopleiding - brancheoverschrijdend - deeltijdElektricien voor gespecificeerde werkzaamheden - basiscursus - industrieElektricien voor gespecificeerde werkzaamheden (praktijk).Voorbereiding en examen voor automatiseringstechnicus (ZVEI)Nieuwe Merten USB-laadstations met Power Delivery-technologieSmart home in bestaande gebouwen: met Gira KNX RF.Het laatste nieuws over ema rechtstreeks in je inbox!