Keramikähnliche Kompositsysteme für die Wicklungsisolation elektrischer Maschinen

Die Steigerung der elektromagnetischen Ausnutzung elektrischer Maschinen ist im Wesentlichen durch eine Erhöhung des Strombelages möglich. Die Belastungsgrenze resultiert u. a. aus der maximal zulässigen Temperatur der Wicklungsisolation. Aus der geringen spezifischen thermischen Leitfähigkeit herkömmlicher Isolierwerkstoffe resultieren große Temperaturgradienten im Wicklungsquerschnitt und es kommt zur Bildung von Hotspots z. B. in den Wicklungsköpfen. Im Beitrag werden die Entwicklung und die Charakterisierung von Polysiloxan-Kompositen mit keramischen Füllstoffen vorgestellt. Im Vergleich zu herkömmlichen Isoliermaterialen kann die spezifische thermische Leitfähigkeit damit etwa um den Faktor fünf gesteigert werden. Die Materialien werden für die Herstellung der Hauptisolation des Elektroblechpaketes in einem Tauchprozess sowie die Vakuum-Imprägnierung der Wicklung eingesetzt. Für einen elektrischen Radnabenantrieb werden die erwartete Wicklungstemperaturreduzierung und die daraus resultierende mögliche Leistungsdichtesteigerung diskutiert.The increase of the electromagnetic utilisation of electrical machines is essentially achievable by increasing the electric load. The power limit results from the maximum permissible temperature of the winding insulation. The low specific thermal conductivity of conventional insulating materials results in large temperature gradients in the winding cross section and the appearance of hotspots in the end windings. The paper discusses the development and characterisation of polysiloxane composites with ceramic fillers. Compared to conventional insulating materials, therewith the specific thermal conductivity can be increased by a factor of five. The materials are used for the production of the main insulation of the laminated core in a dipping process and the vacuum impregnation of the winding. For an electric wheel hub motor, the expected winding temperature reduction and the possible power density increase are discussed