Turntide comparte 5 razones para elegir motores de flujo axial

Al seleccionar un motor para vehículos o equipos eléctricos o híbridos, los ingenieros deben seleccionar uno que proporcione el par y la potencia necesarios, que funcione bien en el sistema y que se ajuste al espacio disponible en el vehículo o equipo. Al trabajar con aplicaciones sensibles al peso, el motor tampoco debe ser demasiado pesado.

En muchos casos, los ingenieros y diseñadores deben elegir entre un motor de flujo radial y uno de flujo axial. A continuación, se presentan cinco razones por las que un motor de flujo axial puede ser la solución preferida para esta aplicación.

Imagen 1. Motor de flujo radial (Fuente: Turntide)

1. Tamaño ideal para espacios pequeños

En muchos sistemas eléctricos o híbridos, especialmente en las actualizaciones de motores de combustión interna tradicionales, el espacio es limitado. Los motores de flujo radial son los que suelen venir a la mente.

Los motores de flujo radial se utilizan en numerosas aplicaciones, incluyendo vehículos eléctricos e híbridos (véase la imagen 1). Estos motores tienen un cuerpo largo y son más pesados ​​que los motores de flujo axial.

Una razón por la que los motores de flujo axial (véase la Imagen 2) son la opción ideal es que son más planos que los radiales y pesan menos. A menudo se les denomina motores pancake. Ofrecen a los ingenieros y diseñadores más espacio para la batería, el inversor o controlador, y las soluciones térmicas, todo lo cual es necesario en un sistema eléctrico o híbrido. Los motores de flujo axial son motores eléctricos compactos y apilables, diseñados para alta potencia y densidad de par.

Imagen 2. Un motor de flujo axial (Fuente: Turntide)

Además, los devanados de un motor de flujo radial son perpendiculares a los imanes. En los motores de flujo axial, los imanes se encuentran en planos paralelos a los devanados. Esta diferencia entre los imanes y las bobinas afecta el par, la potencia y la eficiencia de los motores.

2. Mayor potencia, par y eficiencia

Si bien los motores de flujo axial son más ligeros y requieren menos espacio, su par, potencia y eficiencia son superiores a los de un motor de flujo radial. ¿Cómo es posible?

Un factor clave del par y la entrega de potencia, y por lo tanto de la eficiencia, es la intensidad del campo magnético. Esta es mayor cuanto más corto es el recorrido del flujo magnético.

Por lo tanto, la intensidad de campo aumenta con el diámetro (D) del rotor que contiene el material magnético y disminuye con la longitud (L) de la trayectoria del flujo (véase la Imagen 3). Una relación D/L más alta proporciona al motor una mayor eficiencia y una mayor densidad de par.

Los motores de flujo axial tienen una relación D/L mayor que los de flujo radial. Esto les proporciona mayor par y potencia.

Imagen 3. Flujo magnético del motor (Fuente: Turntide)

Los motores de flujo axial, dependiendo de su tamaño, tienen una densidad de par de dos a cuatro veces mayor que la del motor de flujo radial estándar. Esta mejora del par se traduce en un ahorro del 50 % en peso y volumen del sistema de propulsión.

Además, en un motor de flujo radial, el par es proporcional al cuadrado del diámetro multiplicado por la longitud (véase la Imagen 4). En un motor de flujo axial, el par es proporcional al cubo del diámetro y no tiene una influencia significativa en la longitud.

Estos factores explican por qué los motores de flujo axial tienen mayor par que los de flujo radial. Este par, su menor peso y su perfil más plano los hacen ideales para configuraciones híbridas o sistemas totalmente eléctricos de cualquier vehículo o equipo, especialmente si el espacio es limitado.

3. Flexibilidad

Los motores de flujo axial simplifican el proceso de electrificación, permitiendo una rápida integración y escalabilidad. Diseñados específicamente para fabricantes de equipos originales (OEM), estos motores aceleran su comercialización, a la vez que ofrecen calidad y durabilidad.

Ya sea que se produzcan en grandes volúmenes o se amplíen, sus diseños modulares y apilables permiten una rápida adaptación del producto y el emparejamiento con inversores y controladores de motores.

4. Rentable

Un motor de flujo axial puede reducir el peso de un sistema eléctrico en un 50 %. Además, una reducción del 10 % en el peso del vehículo puede aumentar su autonomía en un 13,7 %. Esto genera un ciclo de reducción del peso del sistema de propulsión y del vehículo, con una mayor autonomía, lo que se traduce en un menor coste total de propiedad (TCO).

Imagen 4. Par motor de flujo axial (Fuente: Turntide)

Además, la idoneidad de un motor de flujo axial para operar a alto par y baja velocidad elimina la relación de transmisión. Esto reduce aún más el peso del vehículo y simplifica la complejidad del sistema de propulsión.

La producción de estos motores a escala será un factor decisivo en su rentabilidad, lo que reducirá el precio inicial de compra. Algunos motores de flujo axial están diseñados para una integración perfecta en equipos industriales y su precio optimiza la rentabilidad.

5. Entrega rápida

Gracias a la producción a gran escala, algunos motores de flujo axial se pueden entregar con mayor rapidez que antes. Antes de las recientes mejoras de proceso, los motores de flujo axial se utilizaban habitualmente en aplicaciones especializadas donde el plazo de entrega no era un problema importante. Con la nueva capacidad de producción, la espera para la entrega de algunos motores ya no es la norma.

Entonces, ¿por qué los ingenieros y diseñadores de vehículos y equipos híbridos y eléctricos deberían elegir un motor de flujo axial? Para garantizar un sistema eficiente, rentable y potente, con menor peso, un bajo TCO y un tamaño compacto.

Matrishvan Raval es jefe de producto de Turntide Technologies.