Aksialfluxmotorer med permanentmagneter
En permanentmagnetmotor med aksial flux bruger et skiveformet magnetisk kredsløb, hvor hovedfluxen i luftgabet løber parallelt med akslen. Den følger samme synkrone elektromagnetiske principper som en radial PMSM, men bytter motorlængde for diameter og kan levere stort moment i en kort enhed.
Geometri, ikke en ny momentkilde
»Aksial flux« beskriver hovedfeltets retning. »Synkron permanentmagnet« beskriver rotoreksitationen og forholdet til statorens roterende felt. Klassifikationerne er separate: aksiale induktions- og reluktansmaskiner er mulige, men fokus i ydelsesbiler ligger nu på aksiale permanentmagnetmaskiner.
Der findes flere layouts: én rotor mellem to statorer, én stator mellem to rotorer eller gentagne trin. YASAs ågløse og segmenterede armatur placerer en segmenteret stator mellem to permanentmagnetiske rotorskiver. Begge statorsider bidrager med moment, og det normale sammenhængende statoråg fjernes.
Sådan producerer motoren moment
En inverter forsyner statorviklingerne med flerfasestrøm. Resolver, enkoder eller positionsestimator angiver rotorfeltets placering, og feltorienteret styring indstiller fasestrømvektoren. De to rotorskiver følger det beordrede roterende felt synkront.
Den aktive radius gavner momentet. Meget af den elektromagnetiske forskydningskraft virker længere fra akslen end i en radialmaskine med mindre diameter og får større momentarm. To luftgab udnytter begge statorflader. God optimering kan give stort moment pr. aksial længde og høj moment- og effekttæthed efter masse eller volumen.
Resultatet er ikke automatisk. Diameter, luftgabsflux, strømbelastning, køling, rotorbelastning, lejer, inverterkapacitet og driftscyklus bestemmer den faktiske ydelse. Sammenligning kræver samme spidsvarighed, termiske kontinuerlige forhold, kølemiddeltemperaturer, invertergrænser og målegrænse.
Pakning og ydelse
Den tynde form kan frigøre plads langs en aksel eller rumme flere motorer og gearbaner i en kompakt højydelsesenhed. Det er værdifuldt, når længden er mere begrænset end diameteren.
Høj momenttæthed kan reducere massen, men hele systemet omfatter rotorstøtter, lejer, hus, kølekredse, inverter og transmission. Motorens effekttæthed alene er ikke drivenhedens eller køretøjets.
Kontinuerlig effekt afhænger stærkt af varmefjernelse. Aksialstatorer ligger ofte mellem rotorskiver, så en ydre vandkappe kan give en lang varmevej til kobberet. Direkte oliekøling eller køling tæt på segmentviklingerne forkorter vejen og understøtter gentagen høj belastning.
Mekaniske og termiske udfordringer
Rotorskiverne trækker statoren med stor aksialkraft. Modstående rotorer kan balancere nettokraften ved korrekt justering, men husstivhed, lejeopbygning, rotorplanhed og tolerancer skal holde begge luftgab små og jævne. Varmeudvidelse, vibration og produktionsvariation gør dette krævende.
Den brede skive kræver også kontrol af rotorspænding og nedbøjning ved hastighed. Magneter skal fastholdes, hvirvelstrømstab håndteres, og momentrippel og støj styres gennem pol-, spor-, magnet- og viklingsdesign.
Kølevæsken skal være elektrisk og kemisk kompatibel med isolering, lim, magneter, tætninger og lejer. Direkte køling tilføjer pumper, kanaler, filtrering, tætning og modstand. Den kan øge kontinuerlig effekt, men bruger hjælpeenergi.
Permanentmagneter giver samme spørgsmål om temperatur, afmagnetisering, pris og forsyning som radiale PMSM'er. Aksial flux fjerner dem ikke, men ændrer geometrien, hvor de løses.
Fra specialistteknologi til serieproduktion
Mercedes-Benz startede storproduktion i Berlin-Marienfelde i juni 2026. Virksomheden angiver den nye batterielektriske Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé som første serieanvendelse. Tre aksialmotorer er integreret i højydelsesdrivenheder med kompakte planetgear.
Mercedes-Benz oplyser, at produktionen kræver 98 procestrin og nøje kontrol af dobbeltrotorsamling og statorposition. Arbejdet viser, at aksial ydelse ikke kan skilles fra fremstillingsevne.
YASA, købt af Mercedes-Benz i 2021, udviklede den ågløse segmenterede arkitektur. Andre leverandører bruger andre kerner, rotorantal, viklinger, materialer og køling; »YASA« er derfor ikke et synonym for alle aksialmotorer.
Hvor aksial flux passer
Aksialmaskiner er attraktive, når aksial plads og momenttæthed retfærdiggør krævende køling og produktion. Ydelsesbiler passer tidligt, fordi kompakthed, gentagelig effekt og masse har høj værdi.
De erstatter ikke alle radialmotorer. Radialmaskiner har modne værktøjer, etablerede kæder, kendte kølekapper og skalerbar produktion. Udbredelsen afhænger af totalpris, kontinuerlig ydelse, produktionsudbytte, holdbarhed og servicevenlighed – ikke ét spidstal.
Munro Live-videoen giver fortsat en visuel forklaring af aksial konstruktion:
Gå tilbage til Electric Motors and Drive Units.