從PCB到賽車:軸向電機的神奇應用如何改變我們的科技世界?

隨著電動與自動駕駛技術的不斷進步,軸向電機(AFM)逐漸成為各種領域中的熱門選擇。這種獨特的電機設計不僅提高了效率,還在性能上超越了傳統的徑向電機,無論是從小型電子產品到高性能賽車,均能見到其身影。

軸向電機的工作原理

軸向電機從其名稱中可看出,其磁場的方向是平行於旋轉軸的,而不是一般電機的徑向設計。這便賦予了軸向電機一些顯著的優勢,尤其在力量密度和冷卻能力方面。由於轉子和定子之間的磁通量是平行的,這種設計使得轉子直徑的增加能夠對扭矩有立方的增長,而傳統的徑向設計只能實現平方增長。

軸向電機的設計能夠在任何平面結構上構建,甚至是印刷電路板(PCB)上,可以輕鬆地將其構件集成在更緊湊的空間內。

設計與製造的靈活性

製作軸向電機的過程相對簡單,因為其線圈往往是扁平的,這使得製作高電流線圈時能夠使用長方形的銅帶。這樣的設計不僅減少了轉子的重量,並且能縮短電磁路徑的長度,進而提升了效率。

得益於平坦結構的組件,軸向電機的製造可以不需要專業的鑄造或工具,進一步降低了成本。

應用範圍的廣泛性

軸向電機的運用並不限於電動車或高端賽車,在低功率應用方面同樣表現出色。近期,它越來越多地被用於小型電子設備,如電動工具和家用電器。這種電機的設計允許其緊密集成到各種裝置上,使得電子產品的製造變得更加方便。

汽車行業中的突破

在汽車領域,YASA是軸向電機的領跑者之一,其產品已在如Koenigsegg Regera、Ferrari SF90 Stradale等多款高性能車型中使用。這些電機的能量密度和輕量化優勢不僅提升了車輛的性能,還減少了其不懸掛質量,讓電動車更具競爭力。

YASA的目標是開發出7公斤可輸出220kW的電機,這在業內尚屬罕見。

航空領域的未來潛力

軸向電機的潛能不僅存在於地面交通中,還被引入航空行業。Rolls-Royce的ACCEL飛機便搭載了三個軸向電機,並且設法打破了電動飛機的速度紀錄。通過減輕飛機的總重量,這些電機能顯著提高電動飛行器的性能。

一般用途的市場展開

Emrax公司生產了一系列的軸向電機,這些電機在功率密度方面已達到4.58 kw/kg甚至更高。Siemens也將其技術引入市場,推出了功率密度為5kw/kg的電機,顯示了此領域愈來愈強的市場需求。

隨著科技的迅速變革,軸向電機的應用將持續拓展,帶來更多的創新和機會。當我們站在這場變革的邊緣,未來的電機技術將會朝著什麼方向發展呢?

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