Svensk materiale halverer prisen på elmotorer

En blanding af jernpulver og plastic giver nu håb om billigere elmotorer i fremtiden.

I mange år har forskere verden over forsøgt at få nedbragt omkostningerne ved produktionen af elmotorer. I dag produceres elmotorer nemlig ofte i Asien, hvor arbejdsomkostningerne er lave, og det skyldes, at produktionen omfatter omkring 60 produktionsled med blandt andet pladearbejde, svejsning, isolering og isætning af kobberspoler, oplyser forskere fra Lunds Tekniska Högskola.

Ifølge forskerne kan de fjerne størstedelen af produktionsleddene ved at støbe sig ud af problemet og samtidig spare halvdelen af produktionsomkostningerne.

(Foto: Tord Cedell) Illustration: Tord Cedell

I de traditionelle elmotorer er det magnetisk ledende materiale normalt bygget op af tynde jern-laminerede plader. Det er en kompliceret konstruktion med mange smådele. Men ved at tilføre legeret jernpulver i en plastikmasse og derefter lade materialet gå gennem en centrifugeringsproces, så jernpulveret presses sammen og pakkes meget kompakt, får man et formbart materiale, som er lettere at bearbejde end de laminerede plader.

Designet med de laminerede plader er beregnet til at forhindre energitab via de såkaldte hvirvelstrømme, der kan opstå, når motoren er i gang. For at undgå, at strømmen skaber kortslutninger, må materialet ikke lede strømmen, og her fungerer plastikmassen som luft mellem jernpulveret.

Støbeteknik giver mindre energitab

Med den nye teknik er det muligt at nedsætte antallet af komponenter i elmotoren til mellem to og tre stykker, og det vil sænke produktionsomkostningerne.

»Materialet giver os friheden til at forme motordelene, som vi ønsker. Vi kan simpelthen støbe motorer,« siger Tord Cedell, professor ved industriel produktion på Lunds Universitet.

Ifølge ham er det ikke alene muligt at sænke produktionsomkostningerne, men også øge motorens effektivitet, blandt andet fordi der sker et mindre energitab med det nye materiale. Det formbare materiale vil lede strømmen hurtigere end de traditionelle laminerede materialer.

»Elmotorens effekt kan dog ikke bare fordobles uden at optimere den på visse områder. Det kræver stadig en del udvikling, men potentialet er der,« siger Tord Cordell.

Det nye materiale har dog kun 20 procent af ståls styrke og kan ikke bruges i højtpræsterende motorer. Men både pumper, husholdningsmaskiner og biler kan få gavn af materialet.

Materiale på vej i induktorer om et halvt år

Forskerne ved Lunds Universitet bliver støttet med 10 millioner kroner over fem år af Vinnova, Stiftelsen for Strategisk Forskning (SSF) og Industri Kapital. En patentansøgning er allerede indleveret og forventes klar i slutningen af denne måned

Materialet skal snart bruges i induktorer og induktionsopvarmning i industrien, når det svenske firma Magcopm om et halvt år begynder produktion. Men endnu har ingen kastet sig over teknikken, når det gælder elmotorer til biler.

»Teknikken er stadig helt ny, men vi har allerede fået adskillige henvendelser fra virksomheder, der gerne vil se en prototype,« siger Tord Cordell.