導(dǎo)讀:真是生的早不如生的巧,作為世界上最早被發(fā)明出來的軸向磁通電機一直溫溫不火,只在電梯和特定的一些農(nóng)業(yè)機械上得到了應(yīng)用。而后發(fā)明的徑向磁通電機,也就是我們目前最為常見的電機類型,卻在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
兩種電機的外形示意圖
然而近些年隨著電動汽車、航空航天、機器人、無人機等行業(yè)的興起,對高效、緊湊電機的需求越來越高,而徑向磁通電機在這方面發(fā)展似乎進(jìn)入了瓶頸期。隨著時代的發(fā)展,在電機材料及加工制造方面相比以往有了長足的進(jìn)步,軸向磁通電機的制造也沒有那么難了,于是它又重新走進(jìn)了大家的視野。
和傳統(tǒng)徑向磁通電機相比,軸向磁通電機最大的差就是其磁通方向平行于電機軸,而不是垂直于電機軸。因此定子的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大的改變。下面放一些結(jié)構(gòu)圖供大家理解。
目前,軸向磁通電機根據(jù)設(shè)計不同,結(jié)構(gòu)可以有如下幾種形式:單定子單轉(zhuǎn)子、雙定子雙轉(zhuǎn)子和單定子雙轉(zhuǎn)子等。
▍相比徑向磁通電機,軸向磁通電機的優(yōu)勢如下
1. 由于其扁平盤狀結(jié)構(gòu)設(shè)計,在一定體積內(nèi)可以更緊湊的布置定轉(zhuǎn)子,磁通路徑短,磁通利用率高,因而具有更高的功率密度和扭矩密度,適合高功率、空間緊湊的應(yīng)用場景;
2. 在徑向電機中,磁通路徑從一個轉(zhuǎn)子極延伸到第一個定子齒,然后穿過定子軛部到第二個齒,最終返回另一個轉(zhuǎn)子極,屬于二維路徑。而軸向磁通路徑是單向的,屬于一維路徑,因而可以使用取向電工鋼,利用其更高的磁導(dǎo)率,降低鐵損,進(jìn)一步提高效率。
3. 軸向磁通電機多采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組,而大多數(shù)徑向磁通電機采用分布式繞組。集中式繞組每個定子齒都有一個分立線圈,更容易實現(xiàn)模塊化和自動化。而且端部繞組少,相比徑向磁通電機可以減少額外的重量、成本、電阻和更多的熱損失。
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