Rozwój elektromobilności stawia przed inżynierami i producentami nowe wymagania dotyczące projektowania oraz produkcji elementów indukcyjnych. W systemach ładowania i konwersji energii kluczowe znaczenie mają komponenty o wysokiej sprawności, które jednocześnie spełniają rygorystyczne normy bezpieczeństwa.
Firma Elsit, dzięki wieloletniemu doświadczeniu oraz inwestycjom w nowoczesny park maszynowy, produkuje elementy indukcyjne dużej mocy, wykorzystując innowacyjne technologie stosowane w procesach ładowania i przetwarzania energii.
Druty profilowe
W nowoczesnej technologii nawijania elementów indukcyjnych, zwłaszcza tych przeznaczonych do pracy przy dużych mocach, coraz częściej stosuje się druty o przekroju profilowym zamiast tradycyjnych okrągłych.
Najważniejsze zalety tego rozwiązania to:
- wyższy współczynnik wypełnienia – drut prostokątny może wypełnić nawet 90% dostępnej przestrzeni nawojowej, podczas gdy drut okrągły ma znacznie niższą efektywność,
- ograniczenie strat mocy – większa powierzchnia czynna przewodnika redukuje zjawisko naskórkowości (skin effect), obniża rezystancję ACR i zmniejsza nagrzewanie uzwojeń,
- stabilność i trwałość – uzwojenia z drutu profilowego są odporne na odkształcenia i zachowują parametry przez długi czas.
Zjawisko naskórkowości
Wraz ze wzrostem częstotliwości prąd w przewodniku przepływa głównie po jego powierzchni, co zwiększa opór elektryczny i powoduje straty energii. Druty prostokątne dzięki większej powierzchni przewodzenia skutecznie ograniczają ten efekt, podnosząc efektywność całego układu.
Elementy bezkarkasowe
W przypadku dławików indukcyjnych dużej mocy stosuje się coraz częściej nawijanie bezpośrednio na rdzeniu magnetycznym, z pominięciem tradycyjnych karkasów.
Technologia nawijania krawędziowego pozwala:
- zmniejszyć wymiary elementu,
- zwiększyć gęstość mocy,
- poprawić parametry elektryczne poprzez skrócenie drogi przewodzenia prądu.
Lica wysokiej częstotliwości
Doskonałe rezultaty można uzyskać, stosując licę wysokiej częstotliwości – przewodnik złożony z wielu cienkich, izolowanych żył miedzianych.
Zalety tego rozwiązania:
- redukcja zjawiska naskórkowości dzięki optymalnemu doborowi średnicy poszczególnych żył,
- wysoki współczynnik wypełnienia w wersjach profilowych o przekroju prostokątnym lub kwadratowym
- wysoka wytrzymałość izolacji dzięki powłokom z nylonu, nomexu, teflonu lub kaptonu.
Lica znajduje szerokie zastosowanie w uzwojeniach transformatorów oraz dławików dużej mocy, zapewniając ich wysoką sprawność.
Profile i taśmy miedziane
Oprócz drutów profilowych i licy, w nowoczesnych elementach indukcyjnych wykorzystuje się również profile i taśmy miedziane, które umożliwiają jeszcze lepsze odprowadzanie ciepła i podnoszą gęstość prądu w uzwojeniach.
Zalewanie żywicą
Wysokiej jakości elementy indukcyjne często umieszczane są w obudowach aluminiowych i zalewane żywicą, co zapewnia:
- ochronę przed wilgocią, pyłem i innymi czynnikami zewnętrznymi,
- zwiększenie izolacji elektrycznej,
- lepsze odprowadzanie ciepła z wnętrza elementu.
Podczas procesu zalewania niezwykle ważne jest staranne odpowietrzenie żywicy – uwięzione pęcherzyki powietrza mogą obniżyć wytrzymałość izolacji i prowadzić do uszkodzeń.
Elementy indukcyjne w bezprzewodowym ładowaniu
Bezprzewodowe systemy ładowania pojazdów również bazują na technologii elementów indukcyjnych.
Tworzą je dwie cewki sprzężone magnetycznie:
- pierwotna – umieszczona w stacji ładowania,
- wtórna – zamontowana w pojeździe.
Energia przekazywana jest przez szczelinę powietrzną, co stanowi wyzwanie z uwagi na straty wynikające z rozproszenia pola. Minimalizacja odległości między cewkami i optymalizacja ich kształtu są kluczowe dla osiągnięcia wysokiej sprawności ładowania.
Elementy indukcyjne są fundamentem nowoczesnych systemów ładowania i przetwarzania energii – zarówno przewodowych, jak i bezprzewodowych.
Elsit, dzięki zaawansowanemu zapleczu technologicznemu i wieloletniemu doświadczeniu, dostarcza rozwiązania spełniające najwyższe standardy jakości i bezpieczeństwa, wspierając rozwój elektromobilności i efektywnego zarządzania energią
