Volgens het Technisch Weekblad van 15 maart 2019 wil de Noorse startup Alva Motor Industry de markt gaan veroveren met een 3D-geprinte elektromotor en generator met een stator zonder weekijzeren kern.
Bij een normale elektromotor houdt de ijzeren kern de koperen wikkels van de stator bij elkaar. Een nadeel is dat die zwaar is, wat ten koste gaat van het rendement. Ook kan de ijzeren kern trillingen en lawaai veroorzaken. De stator van de motor van Alva Motor Industry is gemaakt van koperen wikkels die zijn ‘verpakt’ in epoxyhars. Het resultaat is een zelfdragende structuur zonder ijzeren skeletconstructie.
Volgens de oprichter van het bedrijf heerst er in het algemeen de misvatting dat een ijzeren kern met daaromheen een spoel, in een elektromotor noodzakelijk is om de magnetische flux te creëren. Volgens hem is het echter prima mogelijk om ook zonder een weekijzeren kern een stator te ontwikkelen. Sterker nog: hij stelt dat de elektromotor van Alva Motor Industry tot aanzienlijk minder energetische verliezen in de stator leidt, met als gevolg dat de efficiëntie van de motor tussen de 95 en 98 % kan liggen.
a) Uit welke drie hoofdonderdelen bestaat een elektromotor?
Een stator, die niet beweegt, een rotor die draait en contacten om te zorgen dat er een stroom door de draden van de rotor kan lopen.
b) Welk onderdeel beweegt?
De rotor beweegt en de stator niet.
c) Wat is de functie van het weekijzer in een gewone stator?
Het weekijzer wordt magnetisch in dezelfde richting als de stator, waardoor het totale magneetveld (van spoel en weekijzer) groter wordt.
Het weekijzer in de stator heeft ook een nadeel: het kan warm worden.
d) Hoe ontstaat de warmte in zo’n stator?
Door het veranderende magneetveld ontstaan kringstromen (zogenaamde wervelstromen). Hierbij ontstaat warmte.
e) Hoe wordt een weekijzeren kern van een normale stator uitgevoerd om het warm worden tegen te gaan?
De kern bestaat uit dunne ijzeren plaatjes die van elkaar elektrisch geïsoleerd zijn, zogenaamde lamellen. Daardoor worden kringstromen ‘tegengewerkt’.
f) Leg uit waardoor het rendement van zo’n moderne elektromotor zo hoog kan zijn.
Er gaat geen energie verloren aan warmte. (Alle elektrische energie wordt omgezet in magnetische energie, en als de motor goed ontworpen is, wordt alle magnetische energie omgezet in arbeid.)
Er zijn nog meer voordelen van deze moderne elektromotor en generator ten opzichte van de normale.
g) Noem er een aantal. (Kijk eventueel op de website van de producent.)
- minder zwaar, met name van belang in elektrische vliegtuigen en het gebruik in windmolens,
- meer solide, dus minder onderhoud,
- gemakkelijker productieproces,
- produceert minder geluid (doordat er geen losse onderdelen in de stator zitten).
