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Au-delà de la tradition : comment les moteurs axiaux peuvent-ils atteindre des performances plus élevées avec une structure plus simple ?
À mesure que la technologie des moteurs électriques progresse de jour en jour, le moteur à flux axial (Axial Flux Motor) est progressivement devenu le centre d'attention grâce à sa conception structurelle unique. Le concept de base d'un moteur axial est de rendre l'espace entre le rotor et le stator parallèle à l'axe de rotation. Cette conception simplifie non seulement la structure, mais améliore également efficacement les performances globales.
Par rapport aux moteurs radiaux traditionnels, les moteurs axiaux ont une surface magnétique et une surface plus grandes dans le même volume, ce qui est très bénéfique pour la dissipation thermique.
Les caractéristiques structurelles des moteurs axiaux leur permettent d'être construits sur n'importe quel substrat plat, tel qu'une carte de circuit imprimé (PCB), ce qui facilite l'ajout de bobines et de roulements pendant le processus de fabrication. Dans le processus de fabrication de la bobine, des bandes de cuivre plates sont utilisées pour un enroulement à courant élevé plus simplifié, ce qui permet au moteur de réduire considérablement le poids du rotor, tandis que la longueur plus courte du circuit magnétique réduit la perte d'énergie, améliorant ainsi l'efficacité.
En termes de conception, les moteurs axiaux peuvent adopter des conceptions diversifiées de rotors simples ou doubles, de stators simples ou doubles, ce qui les rend plus flexibles dans les applications haute puissance. La conception à double stator et à rotor unique, bien que plus courante, nécessite des boîtiers supplémentaires pour éviter les pertes de fer. Pour la conception d'un stator unique et de rotors doubles, le boîtier peut être omis, ce qui permet de gagner du poids et d'améliorer encore l'efficacité.
L'utilisation d'acier électrique orienté vers la vallée peut facilement augmenter le flux magnétique du moteur et améliorer encore l'efficacité.
Ce nouveau type de configuration de moteur n'est pas seulement une innovation théorique, mais a également diverses applications pratiques. Dans le domaine automobile, la filiale YASA de Mercedes-Benz se concentre sur la production de moteurs axiaux, qui ont été utilisés dans des concept-cars, des prototypes et des voitures de course, comme la Jaguar C-X75 et la Koenigsegg Regera. Dans l'industrie automobile, l'objectif de YASA est de développer un moteur pouvant atteindre 220 kW par kilogramme, ce qui constituera sans aucun doute un moteur important pour les futurs véhicules électriques dans le cadre de la tendance à l'allègement.
Dans le domaine de l'aviation, l'avion électrique de Jaguar Land Rover utilise trois moteurs axiaux. Cela montre le potentiel de ce moteur face à la demande d'une densité de puissance élevée et d'une conception légère. À l'avenir, le moteur de YASA devrait atteindre l'objectif de 50 kW par kilogramme, favorisant ainsi grandement le développement des avions électriques.
La géométrie des moteurs axiaux leur confère des avantages uniques pour de nombreuses applications, bien que grâce à des choix de conception adaptés à différents principes de fonctionnement.
Dans de nombreuses applications différentes, les moteurs axiaux se sont révélés adaptés à divers principes de fonctionnement, tels que les moteurs à courant continu à balais, les moteurs à induction et les moteurs pas à pas. Par rapport aux moteurs radiaux traditionnels, les moteurs axiaux sont généralement plus courts et plus larges, ce qui les rend excellents dans les conceptions compactes et peuvent être construits directement sur la carte de circuit imprimé, tirant pleinement parti du câblage du PCB comme enroulement du stator.
Avec l'application généralisée d'aimants permanents puissants, l'émergence des moteurs axiaux a sans aucun doute amélioré la densité de puissance et l'efficacité du travail tout en réduisant la complexité structurelle. Le développement de ces technologies ouvre la voie à des transports performants et respectueux de l’environnement, tels que les véhicules électriques et les avions électriques.
Actuellement, une série de moteurs axiaux hautes performances de sociétés telles qu'Emrax et Siemens sont apparues sur le marché, offrant une densité de puissance extrêmement élevée. Il est rapporté que la densité de puissance des moteurs Emrax 228 et 268 dépasse 5,00 kW/kg. .
Grâce à la compréhension et à l'application des moteurs axiaux, nous pourrons peut-être voir davantage d'innovations et de percées dans le futur. Ces moteurs peuvent non seulement améliorer les performances de puissance, mais également favoriser le développement de davantage de domaines. Quelles surprises la technologie future nous apportera-t-elle ?
