Tillverkningseffekter i elektriska maskiner

Fordonsindustrin antar löpande olika utmaningar för att bibehålla konkurrenskraft i en snabbt föränderlig och stundom svårhanterlig omvärld. Kraven på omställning till hållbar produktion och transportering som skyndsamt tilltar är dock av en synnerligen omvälvande karaktär eftersom den traditionella teknikutvecklingen inom branschen inte längre räcker till. Samspelet mellan fordonstillverkare och komponentleverantörer kan inte längre fungera på sedvanligt vis eftersom både energilagring och energiomvandling inte följer inarbetade normer.
En växande trend inom elektromobilitet är att fordonstillverkarna själva tar ett större ansvar för komponentutvecklingen för att säkerställa krav på kostnad, kvalitet och cirkulär ekonomi. Samtidigt sker en uppbyggnad av kompetens i olika teknikområden för att säkerställa alla specifika egenskaper som utgör ett varumärke och tillgodoser dess kundkrets. Osäkerheter i såväl kompetensuppbyggnadsprocessen som i industrialiseringsarbetet visar sig till stor del bero på de synnerligen speciella krav på elektriska drivlinors dynamiska prestanda och verkningsgrad som förhärskar. Klassiska dimensioneringsregler för industriella applikationer gäller inte och därför läggs en allt större förväntan på virtuella modeller och numeriska beräkningsmetoder. För att uppvisa god överensstämmelse med verkligheten kräver beräkningsmodeller noggrann information om randvillkor, såsom karaktärisering av ingående material. Här avses främst de ferromagnetiska material som utgör kärnan i en elektrisk maskin. Genom att kartlägga elektroplåtens karaktäriserande parametrar och utvärdera deras variation beroende på tillverkningsmetod kan beräkningsmetoder för analys, konstruktion och optimering förbättras signifikant. Därmed kan materialval, åtgång och produktionsmetod anpassas till olika fordonsapplikationer för ökad kostnadseffektivitet och därmed konkurrenskraft.
I den mångfald av detaljfrågor angående elektriska drivsystem för vägfordon kan några avskiljas och tillägnas särskild uppmärksamhet. En av de svåraste uppgifterna man kan ställas inför när en ny elektrisk maskin skall utvärderas är att bestämma förlusterna i det ferromagnetiska materialet som utgör en viktig del av komponenten. Dessa förluster, tillsammans med materialets magnetiska egenskaper, påverkas dessutom beaktansvärt av de produktionsmetoder som används. Exempel på förekommande moment i produktion är stansning av elektroplåt, svetsning av laminerade järnkärnor och presspassning av dessa. Samtidigt som hänsyn tas till de elektromagnetiska förändringarna är det önskvärt att korrelera dessa till mekaniska egenskaper som påverkar hållfasthet och utmattning i materialen. Erfarenhetsmässigt kan tumregler och empiriska säkerhetsmarginaler tillämpas för att säkerställa en funktionalitet men med allt högre ställda krav på materialutnyttjande blir osäkerheten tydlig då erfarenheter vanligtvis härrör från utveckling av industriapplikationer. Således eftersöks en mer insiktsfull avvägning mellan olika egenskaper som kan leda till klokare materialval, bättre materialutnyttjande och en vederhäftig uppbyggnad av industriell produktion av denna, för fordonsindustrin, synnerligen viktiga nyckelkomponent.