Un motor de flujo axial (también conocido como motor de espacio axial o motor tipo panqueque ) es una geometría de construcción del motor donde el espacio entre el rotor y el estator, y por lo tanto la dirección del flujo magnético entre los dos, se alinea en paralelo con el eje de rotación, en lugar de radialmente como con la geometría cilíndrica concéntrica del motor de brecha radial más común. [1]
Aunque esta geometría se ha utilizado desde que se desarrollaron los primeros motores electromagnéticos, su uso fue poco frecuente hasta la disponibilidad generalizada de imanes permanentes potentes y el desarrollo de motores de CC sin escobillas , que podrían aprovechar mejor algunas de las ventajas de la geometría axial. La geometría axial se puede aplicar a casi cualquier principio de funcionamiento (por ejemplo , DC cepillado , inducción , paso a paso , reluctancia) que se puede utilizar en un motor radial, y puede permitir algunas topologías que no serían prácticas en una geometría radial, pero incluso para el mismo principio de funcionamiento existen consideraciones en la aplicación y el diseño que harían que una geometría sea más adecuada que el otro. Los motores axiales suelen ser más cortos y anchos que un motor radial equivalente.
Los motores axiales se han utilizado durante algún tiempo para motores de CC sin escobillas de bajo costo y bajo consumo , ya que el motor se puede construir fácilmente directamente sobre una PCB, o incluso usando trazas de PCB como bobinados del estator, pero recientemente se han realizado más esfuerzos para diseñar Motores sin escobillas de alta potencia en geometría axial. [2] Un motor axial de CC cepillado exitoso es el motor Lynch , donde el rotor está compuesto casi en su totalidad por tiras planas de cobre con pequeños núcleos de hierro insertados que permiten una operación de gran densidad de potencia.
Beneficios
- Un motor se puede construir sobre cualquier estructura plana, como un PCB, con solo la adición de bobinas y un cojinete.
- El proceso de enrollado de la bobina puede ser significativamente más simple, así como el proceso de unión de la bobina y el núcleo.
- Dado que las bobinas son planas, las tiras de cobre rectangulares se pueden utilizar más fácilmente, lo que permite simplificar los devanados de alta corriente.
- A menudo es posible hacer que el rotor sea significativamente más ligero.
- El espacio entre el rotor y el estator se puede ajustar sin mecanizar piezas nuevas.
- Longitud de trayectoria magnética potencialmente más corta.
- La mayoría de los componentes estructurales son planos y se pueden producir sin herramientas de estampación o fundición personalizadas.
- El acero eléctrico de grano orientado se puede utilizar fácilmente en el rotor, ya que tiene una mayor permeabilidad y menores pérdidas en el núcleo.
Detrimentos
- El rotor suele ser mucho más ancho y causa:
- Mayor inercia rotacional .
- Fuerzas centrífugas aumentadas que pueden limitar la velocidad máxima.
- Las dimensiones generales son generalmente significativamente más anchas para la misma densidad de potencia.
- Distribución desigual del flujo debido a segmentos en forma de cuña.
- Las bobinas que no están entre dos imanes no pueden utilizar fácilmente núcleos laminados .
- Dado que los segmentos se estrechan hacia el centro, hay menos espacio para organizar los devanados y las conexiones allí.
Referencias
- ^ Parviainen, Asko (abril de 2005). "Diseño de máquinas de baja velocidad de imán permanente de flujo axial y comparación de rendimiento entre máquinas de flujo radial y de flujo axial" (PDF) . MIT .
- ^ Moreels, Daan; Leijnen, Peter (30 de septiembre de 2019). "Este motor de adentro hacia afuera para vehículos eléctricos es denso en energía y (finalmente) práctico" . IEEE . Consultado el 2 de agosto de 2020 .