motor de flujo axial

Un motor de flujo axial ( motor de entrehierro axial o motor plano ) es una geometría de construcción de motor eléctrico donde el entrehierro entre el rotor y el estator, y por lo tanto la dirección del flujo magnético entre ambos, está alineada paralelamente al eje de rotación, en lugar de radialmente como en la geometría cilíndrica concéntrica del motor de flujo radial más común . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Con la geometría de flujo axial, el par aumenta con el cubo del diámetro del rotor, mientras que en un flujo radial el aumento es solo cuadrático. Los motores de flujo axial tienen una superficie magnética y un área superficial total (para refrigeración) mayores que los motores de flujo radial para un volumen dado. ^{[ 3 ]}

Los AFM pueden usar rotores simples o dobles, o estatores simples o dobles. El diseño de estator doble/rotor simple es más común en aplicaciones de alta potencia, aunque requiere una carcasa (yugo) con las consiguientes pérdidas de hierro. Los diseños de estator simple/rotor doble pueden prescindir de la carcasa, ahorrando peso y aumentando la eficiencia. En este último caso, los rotores y sus placas de hierro que cierran el flujo se mueven en la misma dirección/velocidad que el campo magnético. ^{[ 5 ]}

En un ejemplo, se utilizó acero de grano orientado (30Q120) para fabricar el diente del estator de un motor de inducción. Se utilizaron 18 dientes entre los dos rotores. Cada diente del estator se enrolló con bobinas conectadas en serie, 6 para cada fase. El potencial magnético suma el potencial magnético del entrehierro, el potencial magnético del diente del estator y el potencial magnético del yugo y el diente del rotor. ^{[ 6 ] [ 3 ]}

Algunos AFM se pueden apilar fácilmente para proporcionar una mayor potencia de salida de forma modular. ^{[ 3 ]} El motor apilable 750R de YASA, de 37  kg, ofrece 800 Nm y >5 kW/kg con una longitud axial de 98 mm (3,9 pulgadas) . ^{[ 7 ]}  

Aunque esta geometría se ha utilizado desde que se desarrollaron los primeros motores electromagnéticos, su uso fue poco frecuente hasta la amplia disponibilidad de potentes imanes permanentes y el desarrollo de motores de CC sin escobillas , que pudieron aprovechar mejor las ventajas de esta geometría.

La geometría axial se puede aplicar a casi cualquier principio de funcionamiento (por ejemplo, CC con escobillas , inducción , paso a paso , reluctancia ) que se utilice en un motor radial. Incluso dentro del mismo principio de funcionamiento eléctrico, las distintas aplicaciones y consideraciones de diseño pueden hacer que una geometría sea más adecuada que otra. Las geometrías axiales permiten ciertas topologías magnéticas que no serían prácticas en una geometría radial. Los motores axiales suelen ser más cortos y anchos que un motor radial equivalente.

Los motores axiales se han utilizado comúnmente para aplicaciones de baja potencia, especialmente en electrónica altamente integrada, ya que el motor se puede construir directamente sobre una placa de circuito impreso (PCB) y puede usar las pistas de la PCB como bobinados del estator. Los motores axiales sin escobillas de alta potencia son más recientes, pero están empezando a verse en algunos vehículos eléctricos. ^{[ 8 ]} Uno de los motores axiales de producción más larga es el motor Lynch de CC con escobillas , donde el rotor está compuesto casi en su totalidad por tiras planas de cobre con pequeños núcleos de hierro insertados, lo que permite un funcionamiento de alta densidad de potencia.

• Huang, Pinglin; Li, Hang; Yang, Chen (febrero de 2021). "Un motor de inducción de flujo axial sin yugo para vehículos eléctricos basado en acero al silicio de grano orientado" . Journal of Physics: Conference Series . 1815 (1) 012042. Bibcode : 2021JPhCS1815a2042H . doi : 10.1088/1742-6596/1815/1/012042 . ISSN 1742-6596 . 
• Taran, Narges; Heins, Greg; Rallabandi, Vandana; Patterson, Dean; Ionel, Dan M. (septiembre de 2019). Comparación sistemática de dos topologías de máquinas PM de flujo axial: armadura segmentada y sin yugo frente a armadura de un solo lado . Congreso y exposición de conversión de energía IEEE 2019 (ECCE). IEEE. págs. 4477–4482 . doi : 10.1109/ECCE.2019.8913104 . ISBN  978-1-7281-0395-2.