Verdampfungskühlung – Elektromotoren am physikalischen Limit
Die weltweit leistungsfähigste Kühlung: Mit der Verdampfungs- oder Phasenübergangskühlung (Phase-Change-Cooling) stoßen Elektromotoren an ihre physikalischen Grenzen. Die Kühlung nutzt die hohe Verdampfungsenthalpie des speziellen Kühlmediums, wodurch eine Wärmeabfuhr von 60 kW/l erreicht wird.
Die Leistungssteigerung gegenüber einer Wasserkühlung liegt damit bei einem Faktor 6, gegenüber einer Ölkühlung bei einem Faktor 3. Die physikalischen Eigenschaften des Kühlmediums ermöglichen eine direkte Kühlung der Statorwicklungen und damit den bestmöglichen Wärmeübergangskoeffizienten. Durch den Phasenübergang auf Dampf befindet sich kein flüssiges Medium im Luftspalt, so dass auf zusätzliche Komponenten wie Spaltrohre verzichtet werden kann.
Kein Derating bei Dauerleistung
Wird beim Phasenübergang Wärme eingebracht, steigt die Temperatur des Kühlmediums nicht weiter an, so dass der Motor konstant bei maximal 120°C arbeitet. Die Dauerleistung des Motors entspricht der Maximalleistung und es findet kein Derating statt. Auch der Inverter kann auf diese Weise gekühlt werden.
Die Vorteile auf einen Blick:
- konstante Temperatur im Elektromotor
- kein Leistungsverlust
- Dauerleistung/Maximalleistung = 100%
- Geringe Komplexität
Diese Art der Kühlung ist besonders für Anwendungen interessant, bei denen ständig mit maximaler Leistung gearbeitet wird. Additive Drives integriert den Wärmetauscher in das Gehäuse für eine maximale Leistungsdichte des Gesamtsystems und geht damit neue Wege, beispielsweise für die elektrische Luftfahrt.
