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Axialflusstechnologie

Was ist ein Axialflussmotor?

Motoren können in zwei Kategorien unterteilt werden: Radialflussmotoren und Axialflussmotoren. Der Radialflussmotor ist der gängigste und am häufigsten verwendete Allzweckmotor auf dem Markt.

Der Axialflussmotor ist der weltweit erste von Faraday hergestellte Motor. Mit der Übernahme von YASA, einem weltbekannten Unternehmen für Axialflussmotoren, durch die deutsche Mercedes-Benz-Marke haben in- und ausländische Automobilunternehmen begonnen, sich auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von Axialflussmotoren zu konzentrieren.

Beim Axialfluss ist die Richtung des magnetischen Flusses parallel zur Rotationsachse der Maschine, während bei Radialflussmaschinen die Richtung des magnetischen Flusses radial ist.

Axialfluss-Technologie

Unterschied im Magnetfeld zwischen Axialflussmotor und Radialflussmotor

Bei Radialmotoren ist der Flussweg viel länger als bei Axialmotoren, da er von einem Rotorpol zum ersten Zahn des Stators und dann durch das Rückeisen des Stators zum zweiten Zahn verläuft, bis er wieder den anderen Rotorpol erreicht. Im Gegensatz zu Radialmaschinen haben Axialflussmaschinen einen kürzeren und direkteren Flussweg. Er verläuft direkt von einem Pol zum anderen durch den Luftspalt. Das Magnetfeld bleibt entlang des kürzeren Weges stark, was zur Steigerung der Effizienz und Leistungsdichte der Maschine beiträgt.

Axialfluss-Technologie 1

Warum sind Axialflussmaschinen effizienter als Radialflussmaschinen?

Bei Radialmaschinen hat der Fluss einen zweidimensionalen Verlauf.

Daher kann kornorientierter Stahl in diesen Maschinentypen nicht verwendet werden. Bei Axialmaschinen ist der Flusspfad unidirektional, was die Verwendung von kornorientiertem Stahl ermöglicht. Aufgrund der höheren magnetischen Permeabilität dieses Stahls können die Eisenverluste von Axialflussmaschinen reduziert und der Wirkungsgrad um 2 % verbessert werden.

Axialfluss-Technologie 2

Technische Vorteile von Axialflussmotoren

Im Vergleich zu den herkömmlichen, auf dem Markt verbreiteten Permanentmagnetmotoren mit Radialfluss bieten Permanentmagnetmotoren mit Axialfluss folgende Vorteile:

➢ Die Lautstärke wird um etwa die Hälfte reduziert.

➢ Das Gewicht wird um mehr als 25 % reduziert.

➢ Die Effizienz wird um ca. 0.5–3 % gesteigert.

➢ Fehlertolerante Funktion:

Doppelte Statorstruktur, jeder Stator kann separat mit Strom versorgt werden, um den Motor anzutreiben.

➢ Einfache Modularisierung und standardisierte Ersatzteile:

Die Leistung kann durch axiales Stapeln erhöht werden

Hebelwirkung

Bei einem Axialflussmotor sind die Permanentmagnete weiter vom Zentrum entfernt platziert – dies ermöglicht eine größere Hebelwirkung der Permanentmagnete und damit mehr Leistungsausbeute bei gleichem Materialeinsatz im Motor.

Mehr Fläche zur Leistungserzeugung

Der Rotor ist der bewegliche Teil des Motors. Bei einem Radialflussmotor gibt es nur einen Rotor, bei unserem Axialflussmotor jedoch zwei Rotoren. Dadurch entsteht eine größere Oberfläche zur Erzeugung der Motorleistung.

Elektromagnetisches Feld

Die einfachere Konstruktion eines Axialflussmotors bedeutet, dass der magnetische Pfad (Fluss) kürzer ist und der Fluss gerade und nicht gekrümmt verläuft. Zusammen ermöglichen diese beiden Faktoren eine höhere Motoreffizienz im Vergleich zu Motoren ohne Axialfluss.

Höhere Kupferauslastung

Bis zu 100 % Nutzung der Kupferwicklung, bis zu doppelt so viel wie bei Motoren mit nicht-Axialfluss.

Axialflussmotoren verfügen über weniger Kupferwicklungen, die zum Kern zurückgeführt werden müssen (wodurch der damit verbundene Luftwiderstand und die Reibung vermieden werden, was zu einer höheren Leistungsdichte führt).

Geringere Wärmeentwicklung und höhere Effizienz

Durch die Axialflussmotortechnologie entsteht weniger Abwärme, was die Motoreffizienz verbessert.

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