miniatura|Un motor axial CC sense escombretes en miniatura utilitzat en una unitat d'emmagatzematge de dades digitals, que mostra la integració amb tècniques de construcció de PCB. El rotor que es mostra a la dreta està magnetitzat axialment amb polaritat alterna. Un motor de flux axial (motor de gap axial o motor de bretxa axial) és una geometria de construcció de motors elèctrics on el gap entre el rotor i l'estator, i per tant la direcció del flux magnètic entre els dos, està alineat paral·lelament amb l'eix de rotació, en lloc de radialment com passa amb la geometria cilíndrica concèntrica del motor de flux radial més comú. Amb la geometria de flux axial, el parell augmenta amb el cub del diàmetre del rotor, mentre que en un flux radial l'augment només és quadràtic. Els motors de flux axial tenen una superfície magnètica i una àrea superficial total (per a la refrigeració) més grans que els motors de flux radial per a un volum determinat.
Característiques Avantatges Es pot construir un motor sobre qualsevol estructura plana, com ara una placa de circuit imprès, afegint-hi bobines i un rodament. El procés de bobinatge i el procés d'unió de la bobina i el nucli poden ser més senzills. Com que les bobines són planes, es poden utilitzar més fàcilment tires de coure rectangulars, cosa que simplifica els debanaments d'alt corrent. Sovint és possible fer que el rotor sigui significativament més lleuger. Potencialment una longitud de trajectòria magnètica més curta. La majoria dels components estructurals són plans i es poden produir sense fosa ni utillatges especialitzats. Com que el camí magnètic a través dels debanaments és recte, es pot utilitzar fàcilment acer elèctric de gra orientat, que ofereix una permeabilitat més alta i pèrdues de nucli més baixes.
Desavantatges El rotor és normalment molt més ample, cosa que provoca una major inèrcia rotacional, i les forces centrífugues més elevades poden reduir la velocitat màxima de rotació. Distribució desigual del flux a causa de segments en forma de falca. Els segments s'estrenyen cap al centre, deixant menys espai per organitzar els enrotllaments i les connexions.
Disseny Els AFM poden utilitzar rotors individuals o duals o estators individuals o duals. El disseny d'estator dual/rotor individual és més comú en aplicacions d'alta potència, tot i que requereix un jou (carcassa) amb pèrdues de ferro associades. Els dissenys d'estator individual/rotor dual poden prescindir del jou, estalviant-ne el pes i augmentant l'eficiència. En aquest últim cas, els rotors i les seves plaques de ferro que tanquen el flux es mouen en la mateixa direcció/velocitat que el camp magnètic.
En un exemple, es va utilitzar acer de gra orientat (30Q120) per fabricar la dent de l'estator d'un motor d'inducció. Es van utilitzar 18 dents entre els dos rotors. Cada dent de l'estator s'enrotllava amb bobines connectades en sèrie, 6 per a cada fase. El potencial magnètic suma el potencial magnètic de l'entreferro, el potencial magnètic de la dent de l'estator i el potencial magnètic del jou del rotor i la dent.
Alguns AFM es poden apilar fàcilment per proporcionar una potència de sortida més alta de manera modular. El motor apilable YASA de 37 Kg 750R de 800 Nm i >5 kW/kg ofereix una longitud axial de .
Usos Tot i que aquesta geometria s'ha utilitzat des que es van desenvolupar els primers motors electromagnètics, el seu ús va ser rar fins a la disponibilitat generalitzada d'imants permanents forts i el desenvolupament de motors de corrent continu sense escombretes, que van poder explotar millor els avantatges d'aquesta geometria.
La geometria axial es pot aplicar a gairebé qualsevol principi de funcionament (per exemple, CC amb escombretes, inducció, pas a pas, reluctància) que es pugui utilitzar en un motor radial. Fins i tot dins del mateix principi de funcionament elèctric, diferents consideracions d'aplicació i disseny poden fer que una geometria sigui més adequada que l'altra. Les geometries axials permeten algunes topologies magnètiques que no serien pràctiques en una geometria radial. Els motors axials solen ser més curts i amples que un motor radial equivalent.
Els motors axials s'han utilitzat habitualment per a aplicacions de baixa potència, especialment en electrònica integrada, ja que el motor es pot construir directament sobre una placa de circuit imprès (PCB) i pot utilitzar pistes de PCB com a debanats de l'estator. Els motors axials d'alta potència i sense escombretes són més recents, però comencen a utilitzar-se en alguns vehicles elèctrics. Un dels motors axials produïts més temps és el motor Lynch de corrent continu amb escombretes, on el rotor està gairebé completament compost per tires de coure planes amb petits nuclis de ferro inserits, cosa que permet un funcionament amb molta potència.
Automoció La filial de Mercedes-Benz, YASA (Yokeless and Segmented Armature), fabrica AFM que han impulsat diversos conceptes (Jaguar C-X75), prototips i vehicles de carreres. També es va utilitzar al Koenigsegg Regera, el Ferrari SF90 Stradale i 296GTB, el Lamborghini Revuelto, el McLaren Artura i el Lola-Drayson. L'empresa està investigant el potencial de col·locar motors dins de les rodes, atès que la baixa massa de l'AFM no augmenta excessivament la massa no suspesa d'un vehicle.
El juliol de 2025, YASA va anunciar un prototip de motor de 550 kW (738 CV) i 13,1 kg (29 lb), que equival a una densitat de potència de 42 kW/kg, que l'empresa afirmava que era la més alta mai aconseguida. En canvi, el motor de vehicle elèctric d'última generació de Lucid Motors ofereix 500 kW, motor de 31,4 kg o 16 kW/kg.
Els prototips de BMW Vision Neue Klasse ja s'havien vist amb motors de cub de roda sense pinces de fre, però l'empresa emergent DeepDrive, amb seu a Munic, treballa amb motors de flux radial de doble rotor.
El juny de 2026, Mercedes-Benz va iniciar la producció a gran escala d'AFM a la seva fàbrica de Berlín-Marienfelde. La primera aplicació d'aquests motors serà al Mercedes-AMG GT 4-Touring Coupé d'alt rendiment.
Aviació El Rolls-Royce ACCEL, posseïdor de l'actual rècord mundial de velocitat per a un avió elèctric, utilitza tres motors de flux axial.
YASA fabrica AFMs per al Rolls Royce Spirit of Innovation de 3 motors. El seu objectiu són motors d'avió que ofereixin 50 kW/kg, per permetre les importants reduccions de pes necessàries per permetre el vol amb propulsió elèctrica.
El 2025, Flying Whales va anunciar que Evolito subministraria motors de flux axial per a l'avió.
Ús general Emrax fabrica una línia de motors de flux axial: l'Emrax 228 (densitat de potència 4,58 kW/kg), l'Emrax 268 (5,02 kW/kg) i l'Emrax 348 (4,87 kW/kg).
Conifer té previst oferir unitats basades en ferro d'1 a 25 CV (0,75-18,65 kW) per a aplicacions com ara ventiladors i bombes de climatització, eines i equips, i motors integrats en les rodes per a vehicles elèctrics petits com ara escúters, vehicles tot terreny i vehicles de repartiment urbà.
Referències
Categoria:Motors