Turntide compartilha 5 razões para escolher motores de fluxo axial

Ao selecionar um motor para veículos ou equipamentos elétricos a bateria ou híbridos, os engenheiros devem escolher um que forneça o torque e a potência necessários, funcione bem dentro do sistema e se encaixe no espaço disponível no veículo ou equipamento. Ao trabalhar com aplicações sensíveis ao peso, o motor também não deve ser muito pesado.

Em muitos casos, engenheiros e projetistas precisam escolher entre um motor de fluxo radial e um motor de fluxo axial. A seguir, cinco razões pelas quais um motor de fluxo axial pode ser a solução preferida para a aplicação.

Imagem 1. Motor de fluxo radial (Fonte: Turntide)

1. Tamanho ideal para pegadas pequenas

Em muitos sistemas elétricos ou híbridos, especialmente em retrofits de motores de combustão interna tradicionais, o espaço é escasso. Motores de fluxo radial são os que frequentemente vêm à mente.

Motores de fluxo radial são utilizados em diversas aplicações, incluindo veículos elétricos e híbridos (veja a Imagem 1). Esses motores possuem um corpo longo e são mais pesados ​​que os motores de fluxo axial.

Um dos motivos pelos quais os motores de fluxo axial (veja a Imagem 2) são a escolha ideal é que eles são mais planos que os motores radiais e pesam menos. Frequentemente, são chamados de motores panqueca. Eles oferecem aos engenheiros e projetistas mais espaço para a bateria, o inversor ou controlador e as soluções térmicas — todos necessários em um sistema elétrico ou híbrido. Os motores de fluxo axial são motores elétricos compactos e empilháveis, projetados para alta potência e densidade de torque.

Imagem 2. Um motor de fluxo axial (Fonte: Turntide)

Além disso, os enrolamentos de um motor de fluxo radial são perpendiculares aos ímãs. Em motores de fluxo axial, os ímãs estão em planos paralelos aos enrolamentos. Essa diferença nos ímãs e nas bobinas afeta o torque, a potência e a eficiência dos motores.

2. Maior potência, torque e eficiência

Embora os motores de fluxo axial sejam mais leves e ocupem menos espaço, seu torque, potência e eficiência são maiores do que os de um motor de fluxo radial. Como isso é possível?

Um determinante fundamental do torque e da potência entregues e, portanto, da eficiência, é a intensidade do campo magnético. A intensidade do campo magnético é maior quanto mais curto for o caminho do fluxo magnético.

Portanto, a intensidade do campo aumenta com o diâmetro (D) do rotor que contém o material magnético e diminui com o comprimento (L) do caminho do fluxo (ver Imagem 3). Uma relação D/L mais alta proporciona ao motor maior eficiência e maior densidade de torque.

Motores de fluxo axial têm uma relação D/L maior do que motores de fluxo radial. Isso lhes confere maior torque e potência.

Imagem 3. Fluxo magnético do motor (Fonte: Turntide)

Motores de fluxo axial, dependendo do seu tamanho, têm de duas a quatro vezes mais torque denso do que o motor de fluxo radial padrão. Essa melhoria no torque resulta em uma economia de 50% no peso e no volume do conjunto propulsor.

Além disso, para um motor de fluxo radial, o torque é proporcional ao quadrado do diâmetro multiplicado pelo comprimento (ver Imagem 4). Para um motor de fluxo axial, o torque é proporcional ao cubo do diâmetro e não tem influência significativa no comprimento.

Esses fatores detalham o motivo pelo qual os motores de fluxo axial têm mais torque do que um motor de fluxo radial. Esse torque, o menor peso e o perfil mais plano os tornam ideais para configurações híbridas ou para o sistema totalmente elétrico de qualquer veículo ou equipamento, especialmente se o espaço for limitado.

3. Flexibilidade

Motores de fluxo axial simplificam o caminho para a eletrificação, permitindo rápida integração e escalabilidade. Desenvolvidos especificamente para fabricantes de equipamentos originais (OEMs), esses motores aceleram seu tempo de lançamento no mercado, ao mesmo tempo em que oferecem qualidade e durabilidade.

Seja produzindo em grandes volumes ou ampliando, seus designs modulares e empilháveis ​​permitem rápida adaptação do produto e pareamento com inversores e controladores de motor.

4. Custo-benefício

Um motor de fluxo axial pode reduzir o peso de um sistema elétrico em 50%. Além disso, uma redução de 10% no peso do veículo pode aumentar sua autonomia em 13,7%. Isso leva a um ciclo de redução do peso do trem de força e do veículo, além de maior autonomia, o que resulta em menor custo total de propriedade (TCO).

Imagem 4. Torque do motor de fluxo axial (fonte: Turntide)

Além disso, a adequação de um motor de fluxo axial para operação em alto torque e baixa velocidade elimina a relação de engrenagens. Isso reduz ainda mais o peso do veículo e simplifica a complexidade do trem de força.

Produzir esses motores com economias de escala será um fator decisivo para sua relação custo-benefício, o que reduzirá o preço inicial de compra. Alguns motores de fluxo axial são projetados para integração perfeita em equipamentos industriais e têm preços que aumentam a lucratividade.

5. Entrega rápida

Graças à produção em escala, alguns motores de fluxo axial podem ser entregues mais rapidamente do que no passado. Antes das recentes melhorias de processo, os motores de fluxo axial eram normalmente utilizados em aplicações de nicho nas quais o prazo de entrega não era um grande problema. Com a nova capacidade de produção, a espera pela entrega de alguns motores não é mais a norma.

Então, por que engenheiros e projetistas de veículos e equipamentos híbridos e elétricos devem escolher um motor de fluxo axial? Para garantir um sistema potente, eficiente e econômico, com menor peso, baixo custo total de propriedade e dimensões compactas.

Matrishvan Raval é chefe de produto da Turntide Technologies.