EnduroTemp® 260+ steht für bahnbrechende Technologie

In Geschäftsgesprächen hat der Begriff „disruptive Technologie“ als Modewort mittlerweile fast seinen Sättigungspunkt erreicht. In der Geschäftspraxis steht die disruptive Technologie jedoch erst am Anfang.

Das MagForceX®-Innovationszentrum von Essex Magnet Wire ist ein serviceorientiertes Team aus Ingenieuren und Wissenschaftlern mit Doktor-, Master- und Bachelor-Abschluss, die mit einem kooperativen Ansatz Ideen in die Realität umsetzen. Das Zentrum arbeitet bereits mit zahlreichen strategischen Kunden zusammen, um innovative Produkte und Technologien zu entwickeln, die die Zukunft vorantreiben.

Das erste Produkt des Unternehmens, EnduroTemp® 260+, wurde kürzlich auf der CWIEME Berlin vorgestellt und soll neue Maßstäbe setzen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Antriebsmotoren, die in Hybrid-Elektrofahrzeugen, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen, Motoren und Aktuatoren für die Luft- und Raumfahrt sowie in industriellen Anwendungen wie Bohrlochpumpen, der Erdölförderung oder der Erdgasförderung zum Einsatz kommen.

„Ich halte es für ein revolutionäres Produkt“, sagte Matthew Leach, Vizepräsident für Innovation und Leiter des Essex MagForceX® Innovation Center. „Für uns als Unternehmen ist es zweifellos revolutionär, da es sich um das Produkt mit der höchsten Temperatur handelt, das wir je angeboten haben. Im Vergleich zu unseren herkömmlichen Produkten bietet es in nahezu jeder Kategorie, die wir betrachten, eine um Größenordnungen bessere Leistung.“

EnduroTemp® 260+ ist eine dünne Folienisolierung, die die Lebensdauer von Fahrmotoren in kritischen Transportanwendungen verlängert und speziell dafür entwickelt wurde, höheren Betriebstemperaturen standzuhalten – mit einer branchenweit führenden thermischen Beständigkeit von 265 °C. Das Produkt schützt den Motor zudem vor Verschleißerscheinungen, die durch die moderne Leistungselektronik zur Steuerung des Motors verursacht werden.

Das Phänomen der Teilentladung und der schädlichen Korona – beides seit langem bestehende Probleme, die zu einer Beschädigung der Isolierung bei Wechselstrom-Frequenzumrichtern führen – veranlasste Leach, sein Team und ihre Partner, sich um die Entwicklung einer bahnbrechenden Technologie zu bemühen.

Leach erklärte, dass es dank eines Teams, das über mehr als 135 Jahre Erfahrung im Bereich Magnetdraht verfügt – darunter sechs promovierte Wissenschaftler –, einfacher gewesen sei, diese Entdeckung zu erzielen, als es anderen in den letzten 30 Jahren gelungen sei.

„Ich glaube, es ist eine Kombination aus Erfahrung und Anwendungskompetenz, die heute nur in unserem Team zu finden ist – wo Anwendungsexperten oder Motorexperten tagtäglich mit dem Polymerchemiker zusammenarbeiten. Der Erfinder dieses Produkts verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in dieser Branche. Dieser Forschungs- und Entwicklungschemiker hat also im Laufe der Zeit die Struktur dieses Bedarfs wirklich verstanden und gemeinsam mit einem unserer Anwendungsexperten die Idee entwickelt, dass eine höhere Temperatur erforderlich ist“, sagte Leach. „Die beiden begannen zu diskutieren: ‚Was wäre, wenn …?‘ ‚Was wäre, wenn man das so machen könnte?‘ Und der Chemieexperte antwortete: ‚Das kann ich machen.‘“

„Sie begannen, verschiedene Versuche durchzuführen, probierten tatsächlich eine ganze Reihe unterschiedlicher Materialien und Rezepturen aus, und der Höhepunkt dieser Bemühungen war das Ergebnis jahrelanger Arbeit, aus der schließlich dieses Produkt hervorging. Es war eine Kombination aus Fachwissen, Erfahrung und auch einfach der Fähigkeit, einige dieser Dinge zu formulieren. Es war gewissermaßen das Zusammenspiel all dieser drei Faktoren, das es uns ermöglichte, diese Rezeptur zu entwickeln.“

Technologische Fortschritte, die zur Steigerung der Effizienz von Elektrofahrzeugen erzielt wurden, sowie gestiegene Leistungsanforderungen an Traktionsmotoren und Generatoren führen dazu, dass der Verschleiß exponentiell zunimmt.

Konstrukteure waren gezwungen, leistungselektronische Drehzahlregelungen („Wechselrichter“) mit höheren Spannungen und schnelleren Schaltfrequenzen zum Antrieb der Motoren einzusetzen, was die Wicklungen eines Motors stark belastet.

EnduroTemp® 260+ spielt seine Stärken gerade dort aus, wo herkömmliche Wicklungsisolierungen, wie sie bei Standardmotoren zum Einsatz kommen, unter ähnlichen Bedingungen bereits nach wenigen Stunden versagen würden.

Die Anwendung eignet sich vor allem für den Transportbereich, und zwar nicht nur für PKWs, sondern auch für Geländefahrzeuge und schwere Bergbaumaschinen. Sie ist zudem eine perfekte Lösung für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Hochtemperaturwicklungen werden einer Vielzahl unterschiedlicher Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein.

Leach erklärte, dass das Produkt EnduroTemp® 260+ speziell für Situationen konzipiert sei, die andere Produkte schlichtweg nicht bewältigen könnten.

„Wenn ein Motorenentwickler einen Hochtemperatur-Antriebsmotor für ein Fahrzeug konstruiert, wird er diesen unter extremen Bedingungen testen – von der Hitze der Mojave-Wüste bis hin zur Kälte und Höhenlage der Rocky Mountains in Colorado. Er wird ihn einigen ziemlich anspruchsvollen Testanwendungen unterziehen“, sagte er. „Der Großteil der Verluste in einem Motor führt zur Wärmeentwicklung. Je stärker man also den Motor auslastet, um mehr Leistung und Drehmoment bei kompakterer Bauweise zu erzielen, desto mehr Wärme wird potenziell erzeugt. Dieses Isolationssystem kann daher wesentlich höheren Temperaturen standhalten als wirklich jedes andere Produkt, das derzeit auf dem Markt erhältlich ist.“

„EnduroTemp® 260+ bietet dem Motorenkonstrukteur die Möglichkeit, die Stromdichte in diesem Motor potenziell etwas weiter zu erhöhen, was zu einer geringfügig höheren Betriebstemperatur führt; das Isolationssystem hält dieser Temperatur jedoch stand und leitet die Wärme wesentlich schneller ab als herkömmliche Isolierungen.“

Das MagForceX® Innovation Center bietet seinen Kunden Labordienstleistungen, Forschung in verschiedenen Bereichen sowie Projektstudien an. Es verfügt über eine voll ausgestattete Einrichtung mit modernsten Geräten, die zu überzeugenden Ergebnissen führen.

Zu den Hauptschwerpunkten des Zentrums zählen die Konstruktion von Antrieben und die auf HEV-/EV-Anwendungen spezialisierte Ingenieurtechnik, die Entwicklung und Konstruktion von Anlagen für den industriellen Markt sowie bahnbrechende Technologien zur Weiterentwicklung der Eigenschaften von Magnetdraht und dessen Isolationssystemen.

Leach erklärte, dass unabhängig von den Zielen seiner Mandanten ein kooperativer Ansatz am besten geeignet sei.

„Ich würde jedem, der eine neue Anwendung oder einen neuen Motor entwickelt, empfehlen, das Wertversprechen als Ganzes zu betrachten“, sagte er. „Man darf nicht nur die reinen Materialkosten betrachten. Man muss sich fragen: Was wird damit erreicht? Die Gesamtbetriebskosten. Also noch einmal: Was dieses Produkt leisten kann – mit besserer Leistung und längerer Lebensdauer – könnte im Laufe der Zeit möglicherweise zu einer Verringerung der Gewährleistungsansprüche führen.“

„Wir verfügen über einen promovierten Experten für Prüf- und Isolationssysteme. Er verfügt also über Fachkenntnisse hinsichtlich der Prüfung von Hochspannungsanwendungen und bringt langjährige Erfahrung im Bereich der Hochspannungstechnik mit. Nun haben Sie den Motorexperten, den Isolations- und Prüfexperten sowie den Polymerchemiker – alle arbeiten gemeinsam an demselben Problem. Dadurch erfolgt der Wissenstransfer wesentlich schneller, und die jeweiligen Talente und Kenntnisse jedes Einzelnen lassen sich besser nutzen, was letztendlich zur Entwicklung neuer Produkte führt.“

Weitere Informationen zu den angebotenen Dienstleistungen finden Sie im MagForceX® Innovation Center.