Der Axialflussmotor will Leistung entfalten – warum kommt er nicht ohne Siliziumkarbid-Wechselrichter aus?

Um in begrenztem Volumen größeres Drehmoment herauszuholen, wird der Axialflussmotor oft mehrpolig ausgelegt – sechzehn oder zwanzig Pole sind nichts Ungewöhnliches. Je mehr Pole, desto größer das Problem: Bei Zehntausenden Umdrehungen kann die Grundfrequenz des speisenden Wechselstroms mehrere Tausend Hertz erreichen.

Hohe Grundfrequenz bedeutet, dass der Wechselrichter sehr schnell und häufig schalten muss. Herkömmliche IGBTs haben bei solch hohen Schaltfrequenzen stark steigende Verluste und heftige Erwärmung, der Wirkungsgrad fällt – sie halten das nicht aus. Deshalb wird bei vielen Axialfluss-Konzepten der Siliziumkarbid-Wechselrichter von Anfang an als Standard vorgesehen.

Genau hier liegt der Vorteil von Siliziumkarbid-MOSFETs – Schaltgeschwindigkeit im Megahertz-Bereich bei extrem niedrigen Schaltverlusten; sie eignen sich von Natur aus für hochfrequente mehrpolige Motoren. Man kann sagen: Die Reife der Siliziumkarbid-Bauteile ist selbst ein Schlüsselstein auf dem Weg des Axialflusses zur Serie. Umgekehrt hat erst der Bedarf an hochfrequenten mehrpoligen Axialflussmotoren den schnellen Einzug von Siliziumkarbid in den Automotive-Markt beschleunigt – beide bedingen einander.

Umgekehrt: Ohne Siliziumkarbid kann der Axialfluss seine Mehrpolvorteile nicht ausspielen, die hohe Grundfrequenz wird zur Last. Mit IGBT erzwingt man entweder Erwärmung oder Wirkungsgradeinbußen – nicht lohnend. Deshalb betrachtet man bei Konzepten oft nicht nur den Motor allein, sondern wählt Motor und Wechselrichter als Partner, deren Leistungsdaten zusammenpassen. Bei der Beobachtung solcher Projektumsetzungen sah Jiuju einen Trend: Motor und Leistungselektronik arbeiten nicht mehr getrennt; viele Kunden stimmen hochfrequente mehrpolige Motoren und Siliziumkarbid-Wechselrichter systemisch aufeinander ab. Der Wettbewerb im elektrischen Antrieb verschiebt sich von punktueller Leistung zur Gesamtabstimmung von „Motor + Leistungselektronik".

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