Spotbillige elmotorer styrer udviklingen
Hvordan laves en spotbillig elmotor?
Det spørgsmål må man stille til motorfabrikanterne og elektroindustrien. Lettest er det, når disse er samlet til en messe for at vise deres formåen. Her kan man få syn for sagen. Den seneste messe fandt sted tidligere i år i Berlin.
Messens navn var ‘coils & wicklings’, eller på godt dansk ‘spoler og viklinger’, hvilket er de vigtigste komponenter i elmotorer, generatorer, transformere og andet elektrisk maskineri. Messen trak 6.500 besøgende fra 80 lande. Der var omkring 750 udstillere.
Stator vikles på få sekunder
På messen var der fokus på automatisk fabrikation og anvendelse af ny teknologi og nye materialer. Udstillerne var altid parat til at demonstrere og forklare deres produkter.
Italienske Filtec Srl med mange flere har udviklet maskiner til vikling af statoren i små motorer. Det virker som en symaskine. Og det går hurtigt. På mindre end et minut er en lille motor viklet færdig. Kompliceret maskineri, men alene muliggjort gennem rationel fabrikation på automatiske maskiner og ved brug af ny teknologi.
Flere virksomheder - heraf mange italienske - har udviklet kommutatorer i forskellige størrelser klar til montage på rotorakslen og efterfølgende pålodning af de elektriske ledninger til rotorens vikling. Det er færdige enheder, som fremstilles klinisk rent. Ved kvalitetskontrol benyttes handsker for at undgå ’fedtede fingre’. Lodning foretaget med robot. Det betyder lave fabrikations-omkostninger.
Kul og grafit
Kommutatoren er jo i princippet en mekanisk kontakt, der afbryder og tilslutter strøm til rotorens viklinger. Den kunne laves på anden vis. En elektronisk kommutator kunne under givne forhold måske veje, fylde og koste mindre end en konventionel kommutator.
Kommutatoren får strøm fra statoren og leder strømmen videre til rotorens viklinger ved hjælp af blokke af blød grafit, som kort og godt kaldes kul.
Schunk Carbon Technology i Tyskland har produkter i grafit som speciale. Først og fremmest kul til elmotorer i alle størrelser. Grafit er rent, krystallinsk kulstof, som findes i naturen, men som i dag fremstilles industrielt af stenkul, koks og petroleum i processer under højt tryk og høj temperatur.
Intelligente kul
Som noget nyt har Schunk Carbon Technology udviklet kul til håndværktøj, som selv melder, når tiden er inde til skift af kul. Når kullet er slidt ned til en bestemt grænse, giver en i kullet indbygget elektrisk ledning forbindelse til en LED-lampe. Håndværkeren ser det, men kan arbejde videre til fyraften. Så skal kullene også skiftes!
I en mere avanceret udgave standses håndværktøjet ganske enkelt. Dette for at undgå, at lavtlønnet og ukvalificeret arbejdskraft overser advarslen og bare kører videre med ødelæggelse af håndværktøjet til følge.
Permanente magneter
Permanente magneter kan med fordel erstatte traditionelle viklinger i små elmotorer. En løsning med permanente magneter er enklere, vejer og fylder mindre, ligesom den kan være billigere. Hertil kommer, at man sparer strømforbrug i viklingen. Det gælder viklinger i såvel rotor som stator.
Kortere produktionstid
Mange virksomheder - heraf mange i Tyskland, Italien og Fjernøsten - fremstiller permanente magneter i forskellig størrelse og udformning klar til montage i små elmotorer. Det betyder kort produktionstid og lave fremstillingsomkostninger. Permanente magneter er ofte fremstillet af sintret pulver, der efterfølgende varmebehandles.
De permanente magneter fastgøres som regel ved klemning. Anvendes permanente magneter i rotoren, er der stærke centrifugalkræfter på magneterne. Hertil har tyske CirComp GmbH udviklet bandager af fiberforstærket kunststof, som holder magneterne på plads.
Permanente magneter fremstilles af grundstoffer såsom Neodym, Samarium og Dysprosium. Disse går under fællesbetegnelsen "sjældne jordarter". Prisen på disse råmaterialer var en overgang kraftigt stigende, fordi Kina næsten havde monopol på udvindingen, men med stigende efterspørgsel er flere mineselskaber kommet i gang, og prisen er faldet drastisk. Det giver billigere motorer.
