Magnax
– Para diseñar una máquina de alta densidad de potencia, se propone un método de diseño automático. Afortunadamente, el método de diseño automático sólo utiliza los requisitos (par y velocidad) y la información sobre las fuentes (tensión y corriente).
– Para calcular el volumen, se calcula una densidad de flujo necesaria y una inductancia por el método de la permeancia. Todos los parámetros mecánicos, el diámetro del estator, la anchura de los dientes, el número de vueltas, etc., realizan la densidad de flujo necesaria y la inductancia, y estos parámetros se expresan en función del diámetro del rotor. Utilizando las dos condiciones de densidad de corriente y pérdida de cobre, se puede obtener un diámetro de rotor que realice el mínimo volumen.
– Como resultado de un diseño óptimo, el SPMSM de 50 kW se realiza sólo en espacios de 2[L], cuya pérdida de cobre es de sólo 500[W], el 1% de la potencia máxima. Además, la máquina de flujo axial de 50 kW sólo ocupa 1,3 [L] de espacio. La comparación precisa es posible sólo con los diseños óptimos, ya que estos tienen las soluciones de las mismas condiciones. En el resultado de la comparación, el volumen de la máquina de flujo axial es menor que el de la máquina de flujo radial, porque el tipo de flujo radial no puede utilizar el gran diámetro del rotor. Por lo tanto, el motor de flujo axial es adecuado para la máquina de alto par.
Desventajas del motor de flujo axial
Todavía estaba confundido. Parecía que entendía cuál era la diferencia entre los motores de flujo axial y los de flujo radial, pero aún así, la terminología no tenía mucho sentido. Charlando con John Fiorenza, de repente lo vi claro. Me quedé atascado con el entrehierro axial vs radial. Entonces encontré este sitio y este pequeño y sencillo gráfico, arriba. Tan simple.
Las flechitas muestran la dirección del flujo magnético en cada motor. Los motores de flujo axial tienen flujo que corre paralelo al eje de salida – a lo largo del eje, por lo tanto, “axial”. Un motor de flujo radial tiene su flujo entrando y saliendo del centro del eje – en el radio – por lo tanto, “radial”.
El entrehierro – el espacio entre el rotor y los imanes – también puede describir el motor, pero cuando se mira el entrehierro, se piensa en él como una dimensión. La dimensión del entrehierro – la distancia entre el rotor y los imanes – en un motor axial es la misma que la dirección del flujo – paralela al eje. En un motor radial es la distancia entre el diámetro exterior del rotor y la dimensión interior de los imanes – de nuevo, en el radio.
Motor de flujo axial
“Llevaba cinco semanas de doctorado en la Universidad de Oxford cuando de repente me di cuenta de que había una forma mucho mejor de construir una máquina eléctrica llamada motor de flujo axial toroidal. La idea que tenía era que eliminando el yugo del estator del motor y dividiéndolo en segmentos, podíamos reducir el peso del motor y, al mismo tiempo, mejorar su par, su densidad de potencia, su eficiencia y su capacidad de fabricación, lo que lo convertía en algo potencialmente transformador dentro de la entonces incipiente industria de la electrificación”.
La principal ventaja de un motor de flujo axial es que el rotor giratorio tiene un mayor diámetro, ya que gira junto al estator, en lugar de dentro de él. El par equivale a la fuerza multiplicada por el radio. Con un diseño de flujo axial hay un radio mayor que en un motor radial convencional, se obtiene más par para la misma fuerza. Esto significa que para la misma provisión de imanes permanentes y bobinas de cobre, se obtiene más par.
Nuestros equipos de producción trabajan intensamente con nuestros socios desde los diseños personalizados hasta la fabricación en serie, aportando su experiencia en ingeniería líder en el mundo y su compromiso con la excelencia y el éxito del cliente a cada proyecto.
Diseño de motor de flujo axial
concepto [6]Figura 8 – Ejemplo de motor de flujo axial con carcasa de aluminio [7]Comparación entre dos ejemplos de generador de flujo radial y axial simulado con EMPara ayudarnos a entender esta diferencia entre las máquinas de flujo radial y axial, se utilizó EMS para SOLIDWORKS para estudiar las dos máquinas. La primera máquina es la máquina síncrona PM radial interior (Figura 9) utilizada en el modelo 2004 del Toyota Prius (coche híbrido) y la segunda es un generador de flujo axial con rotor de doble cara de 24 polos (Figura 10). Ambos modelos de generador se construyen sin problemas dentro de SOLIDWORKS y las simulaciones se realizan utilizando EMS acoplado a SOLIDWORKS motion. Los resultados de la tensión en vacío de ambas máquinas se muestran en la figura 11. La máquina PM radial genera una tensión de salida de 80V mientras que la máquina de flujo axial proporciona una tensión de salida de 86V. La máquina de flujo axial proporciona una mayor potencia de salida con menos material y una estructura más compacta. Figura 9 – Máquina síncrona de imanes permanentes de interior radialFigura 10 – Máquina de imanes permanentes de flujo axialFigura 11 – Comparación de datos entre máquinas de flujo radial y axial