https://www.mdu.se/

mdu.sePublications
Planned maintenance
A system upgrade is planned for 10/12-2024, at 12:00-13:00. During this time DiVA will be unavailable.
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Environmental analysis of asynchronous motors: A case study on the rotor and its materials
Mälardalen University, School of Innovation, Design and Engineering, Innovation and Product Realisation.
Mälardalen University, School of Innovation, Design and Engineering, Innovation and Product Realisation.
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Material efficiency strategies are of significant importance for the shift towards producing sustainable vehicles and Asynchronous motors (ASM), both for current and new developments. Strategies such as a lightweight design, product lifetime extension, recyclability, and a material selection process based on the three branches of sustainability (ecological, economical, and social). Additionally, this thesis is produced at the request of a case company involved in the production of ASM, with the aim to investigate the sustainability and recyclability of the materials in their current product. This in combination with the importance of circularity, recyclability and resource efficiency, and an increasing market of motors has led to the study’s two research questions (RQ).

RQ1: To which degree can carbon dioxide emissions and energy usage be reduced by changing the materials in an ASM rotor?

RQ2: How does the changing of the material in the ASM rotor affect the challenges with recycling it?

This study contains a theoretical and empirical sub-study. The theoretical sub-study consists of a literature study of published research on the following subjects: Sustainability; sustainable manufacturing; recycled material; recycling processes and circular economy(CE). CE is research in connection to product development. The empirical sub-study is inspired by a policy assessment framework and adapted to fit the thesis. The empirical work contains a life cycle analysis (LCA) with a singular focus on the environmental impact. The work has been conducted during a period of 20 weeks and planned with an agile approach. For the collection of empirical data, six interviews, relevant industrial articles, and the material database Granta EduPack 2022 R2 have been used. Additionally, the thesis contains a comparison between the current material and alternative materials for the ASM rotor. All in all, this has led to a theoretical result with a singular environmental approach to sustainability.  

 

The result of the thesis has partly been the comparison between the current material in the ASM rotor and the proposed materials. The comparison showed that the maximum values for carbon dioxide (CO2) emissions were equal, and an 8.5 per cent reduction occurred for energy usage. The secondary result is that there are factors that enable and prohibit materials and products’ recyclability potential. Moreover, indicated the result of the thesis that the selection of suitable material could reduce these factors. The authors’ conclusion of the thesis is that a material change has the potential to reduce a product’s current environmental impact, secondary is sustainability a complex term that requires a balance between all three sustainability branches. For future research on the subject is it the author’s recommendation that all three branches of sustainability should be studied in more depth, in connection to the ASM. Moreover, factors outside of CO2 and energy should be studied in further depth.

 

Keywords: Environmental impact; Sustainability; Recycling methods/material/metals; Circular economy/CE; Product development. 

Abstract [sv]

Materialeffektivitetsstrategier är av stor betydelse för övergången till att producera hållbara fordon och asynkronmotorer (ASM), både för nuvarande och framtida utveckling. För att uppnå detta är strategier som lättviktsdesign, förlängning av produktens livslängd, återvinningsbarhet och en materialvalsprocess baserad på hållbarhetens tre grenar (ekologiska, ekonomiska och sociala faktorer) avgörande. Detta examensarbete är framtaget på förfrågan från ett fallföretaget involverat i produktionen av ASM. Syftet är att undersöka hållbarheten och återvinningsbarheten av materialen i deras nuvarande produkt. Examensarbetet grundas på cirkuläritet, återvinningsbarhet och resurseffektivitet, samt den växande marknaden för motorer, vilket har lätt till examensarbetets två forskningsfrågor (FF).

FF1: I vilken utsträckning kan koldioxidutsläpp och energianvändning minskas genom att byta material i en ASM-rotor?

FF2: Hur påverkar bytet av materialet i ASM-rotorn utmaningarna med att återvinna produkten?

Detta examensarbete innehåller en teoretisk och empirisk substudie. Den teoretiska studien består av en litteraturstudie av publicerad forskning inom följande ämnen: Hållbarhet; hållbar tillverkning; återvunnet material; återvinningsprocesser och cirkulär ekonomi (CE). CE tas upp i samband med produktutveckling. Den empiriska substudien är inspirerad av ett policyramverk och är anpassad för att passa detta examensarbete. Det empiriska arbetet innehåller en livscykelanalys (LCA) med fokus på den ekologiska aspekten. Arbetet har bedrivits under en period av 20 veckor och planerats med ett agilt förhållningssätt. För insamling av empiri har sex intervjuer, relevanta industriartiklar och materialdatabasen Granta EduPack 2022 R2 använts. Dessutom innehåller examensarbetet en jämförelse mellan nuvarande material och alternativa material för ASM-rotorn. Sammantaget har detta lett till ett teoretiskt resultat med ett fokus på den ekologiska hållbarheten.

 

Resultatet av examensarbetet har delvis varit jämförelsen mellan det aktuella materialet i ASM-rotorn och de föreslagna materialen. Jämförelsen visade att maxvärdena för koldioxidutsläpp (CO2) var oförändrat medan det förekom en 8.5 procentuell minskning av energianvändningen. Resultatet utav den andra frågeställningen är att det finns faktorer som möjliggör men även försvårar material och produkters återvinningspotential. Dessutom påvisar resultatet av examensarbetet att valet av lämpligt material kan minska dessa faktorer. Författarnas slutsats av examensarbetet är att ett byta av material har potential att minska en produkts nuvarande miljöpåverkan. En annan insikt som författarna tar med sig är att hållbarhet är ett komplext begrepp som kräver en balans mellan alla tre hållbarhetsgrenarna. För framtida forskning i ämnet är det författarens rekommendation att alla tre grenarna av hållbarhet bör studeras mer djupgående, i anslutning till ASM. Dessutom bör faktorer utanför CO2 och energi studeras närmare.

 

Nyckelord: Miljöpåverkan; Hållbarhet; Återvinningsmetoder/material/metaller; Cirkulär ekonomi/CE; Produktutveckling

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 73
Keywords [en]
Environmental impact, Sustainability, Recycling methods/material/metals, Circular economy/CE, Product development.
Keywords [sv]
Miljöpåverkan, Hållbarhet, Återvinningsmetoder/material/metaller, Cirkulär ekonomi/CE, Produktutveckling
National Category
Other Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mdh:diva-63420OAI: oai:DiVA.org:mdh-63420DiVA, id: diva2:1770956
External cooperation
Alstom
Subject / course
Product and Process Development
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-06-20 Created: 2023-06-20 Last updated: 2023-06-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5319 kB)260 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5319 kBChecksum SHA-512
0ccbc83aef3e8fd84249bf29b5a34fbc16516d40cec59a03db84cd9e191b8264a04c7fdd9c33c699af7c5fac27f518cbdc271b630439cac0edb5c13e518f3a76
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Jansson, HannaEnglöv, Mathilda
By organisation
Innovation and Product Realisation
Other Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 261 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 426 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf