DIE VERGANGENHEIT

Das Prinzip hinter dem heutigen Elektromotor ist fast 130 Jahre alt. Früher basierte die Funktionsweise aller Elektromotoren auf Kupferwicklungen. Das Wickeln der Motorspulen stellt in der klassischen Elektromotorenfertigung den aufwändigsten Schritt dar, teilweise verbunden mit einem hohen Maß an Handarbeit. Die Produktion ist daher aufwendig, teuer und schwer skalierbar.

Während der Designphase wird eine Anzahl von Polpaaren definiert, die nach der Produktion nicht mehr verändert werden können. Damit wird ein Betriebspunkt festgelegt, bei dem die Maschine optimal arbeitet, d.h. ihren maximalen Wirkungsgrad erreicht. Elektrische Maschinen sind bisher verlustarme Energiewandler mit nur einem optimierten Betriebspunkt. Abgesehen davon sinken die Wirkungsgrade konventioneller elektrischer Antriebe enorm.

Ziel sollte es daher sein, in jedem Betriebspunkt den maximalen Wirkungsgrad zu erreichen. Wir glauben, dass es nach 130 Jahren Zeit für etwas Neues ist!

AUFBAU

Der Elektromotor ISCAD (Intelligent Stator CAge Drive) beschreibt einen Paradigmenwechsel: 48 V anstelle von 800 V und Aluminiumstäbe anstelle von Kupferwicklungen.

Jeder einzelne Stab des Statorkäfigs kann von einer eigenen Leistungselektronik-Einheit angesteuert werden.  Dadurch kann die Anzahl der Polpaare variiert werden. Es entsteht ein virtuelles Getriebe.

Eine weitere Besonderheit des Designs ist die Integration der Leistungselektronik in den Elektromotor, wodurch eine optimale Ausnutzung des Maschinenvolumens erreicht wird.

VORTEILE DES ELEKTROMOTORS

GERINGERE PRODUKTIONSKOSTEN

Keine Statorwicklungen mehr! Durch den Wegfall dieses Arbeitsschritts ist ISCAD kostengünstiger und effizienter in der Herstellung. Zudem ist die Herstellung von hohen Stückzahlen einfacher als bei einem gewickelten Elektromotor.

KEINE SELTENEN ERDEN

Durch den Einsatz des ISCAD-Systems entfällt der Bedarf an seltenen Erden in der Produktion. Dies schafft eine große Unabhängigkeit von globalen Monopolmärkten.

VIRTUELLES GETRIEBE

Im Vergleich zu feststehenden Wicklungen bietet das ISCAD-System die Möglichkeit, die Polzahl während des Betriebs zu variieren und so ein virtuelles Getriebe zu schaffen, das sich kontinuierlich an das Lastprofil anpasst.

DAS VIRTUELLE GETRIEBE

Die Aluminiumstäbe des Statorkäfigs können je von einer eigenen Leistungselektronik-Einheit angesteuert werden. Im Vergleich zu feststehenden Wicklungen ist das ISCAD-System somit in der Lage, die Polzahl während des Betriebs zu variieren. Auf diese Weise hat VOLABO das erste virtuelle Getriebe der E-Mobilität geschaffen.

Bei hoher Beschleunigung mit hohem Drehmomentbedarf wird eine große Polpaarzahl gewählt, während im Rollbetrieb bei konstanter Geschwindigkeit eine kleinere Polpaarzahl verwendet wird.

Im Vergleich zum konventionellen Elektromotor ist dadurch ein deutlich höherer Wirkungsgrad, insbesondere im Teillastbereich, möglich.

Erleben Sie die ISCAD-Technologie in Aktion auf unserem YouTube-Kanal!

ERHÖHTE EFFIZIENZ

Durch das Variieren der Polpaarzahl und den Einsatz von MOSFETs kann eine deutlich höhere Effizienz erreicht werden.

ABSOLUTE SICHERHEIT

Die 48V-Technologie ist eigensicher und ermöglicht Kosteneinsparungspotenziale durch den Wegfall von Hochvoltabsicherungsmaßnahmen.

MEHR AUSFALLSICHERHEIT

Durch mehrere parallel geschaltete Aluminiumstäbe bietet ISCAD eine erhöhte Ausfallsicherheit. Bei Ausfällen der Stäbe oder in den Leistungselektronik-Einheiten kann der Antrieb immer noch mit leicht verminderter Leistung arbeiten. Kein Ausfall des Gesamtsystems, über den man sich Sorgen machen muss!