Werkstoffkunde für Elektrotechniker, Informationstechniker und Elektromaschinenbauer (PDF)

8 Werkstoffe im Elektromaschinenbau (S. 118-119)

Der Elektromaschinenbau beschäftigt sich mit der Herstellung, Wartung und Instandsetzung von:

– Motoren,
– Transformatoren,
– Schaltern.

Dabei müssen Stromleiter, Isolierungen und Magnetkörper werkstoffgerecht bearbeitet werden.

8.1 Stromleiter

Wicklungen haben folgende Funktionen zu erfüllen:

– Stromleitung,
– Wärmeleitung,
– Kraftübertragung.

Hier ist Kupfer mit seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit, seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, seiner mechanischen Festigkeit und seiner guten Verformbarkeit der meistgenutzte Werkstoff. Reinaluminium und ausgewählte Aluminiumlegierungen werden gern beim Ausgießen von Leitern verwendet. Jede Herstellung von Wickeln ist zumindest mit Dehnung und Stauchung in den Krümmungen verbunden. Bei entsprechend hoher Drahtzugkraft wird zusätzlich elastisch und plastisch verformt. Jede Verformung führt zu Veränderungen im Kristallgefüge, also zur Vergrößerung des spezifischen Kupferwiderstandes r. Diese Widerstandsveränderungen sind in der Praxis so geringfügig, daß sie nicht ins Gewicht fallen. Eher wirken sich Durchmessertoleranzen, Temperaturerhöhung und Verunreinigungen des Kupfers aus. Soll für Elektromaschinen ein hohes Leistungs-Masse-Verhältnis erreicht werden, dann muß die Packungsdichte von Wicklungen und der Nutfüllfaktor hochgetrieben werden. Bild 8.1 zeigt die maximal möglichen Packungsdichten mit rundem Draht.