Motores de flujo axial e imanes permanentes
Un motor de flujo axial e imanes permanentes utiliza un circuito magnético en forma de disco cuyo flujo principal en el entrehierro discurre paralelo al eje. Sigue los mismos principios electromagnéticos síncronos que un PMSM de flujo radial, pero su geometría intercambia longitud por diámetro y puede generar mucho par en un conjunto corto.
Geometría, no una nueva fuente de par
«Flujo axial» describe la dirección del recorrido magnético principal. «Síncrono de imanes permanentes» describe la excitación del rotor y su relación con el campo giratorio del estator. Son clasificaciones distintas: también son posibles máquinas axiales de inducción y reluctancia, aunque la automoción de altas prestaciones se centra hoy en las de flujo axial e imanes permanentes.
Existen varias configuraciones: un rotor entre dos estatores, un estator entre dos rotores o varias etapas repetidas. La topología YASA de armadura segmentada sin yugo coloca un estator segmentado entre dos discos rotores de imanes permanentes. Las dos caras del estator aportan par y se elimina el yugo continuo habitual.
Cómo genera par el motor
Un inversor suministra corriente multifásica a los bobinados del estator. Un resolver, codificador o estimador de posición indica al controlador dónde está el campo del rotor, y el control orientado al campo fija el vector de corriente de fase. Los dos discos rotores siguen el campo giratorio ordenado a velocidad síncrona.
El radio activo favorece el par. Gran parte del esfuerzo electromagnético actúa más lejos del eje que en una máquina radial de menor diámetro y aumenta el brazo de palanca. Un doble entrehierro aprovecha ambas caras del estator. Estas ventajas pueden ofrecer mucho par por unidad de longitud axial y, con una buena optimización, alta densidad de par y potencia por masa o volumen.
El resultado no es automático. Diámetro, flujo del entrehierro, carga de corriente, refrigeración, tensiones del rotor, rodamientos, capacidad del inversor y ciclo de trabajo determinan la potencia real. Comparar un motor axial con uno radial exige igual duración de pico, condiciones térmicas continuas, temperaturas del refrigerante, límites del inversor y frontera de medición.
Integración y prestaciones
La forma delgada puede liberar espacio a lo largo de un eje o permitir varios motores y trenes de engranajes en una unidad compacta de altas prestaciones. Resulta valiosa cuando la longitud está más limitada que el diámetro.
La alta densidad de par puede reducir la masa, pero el sistema completo incluye soportes del rotor, rodamientos, carcasa, circuitos de refrigeración, inversor y transmisión. La densidad de potencia del motor solo no equivale a la de la unidad de propulsión ni a la del vehículo.
La potencia continua depende mucho de evacuar el calor. En configuraciones habituales, el estator axial queda encerrado entre discos rotores, por lo que una camisa de agua exterior puede imponer un largo recorrido térmico hasta el cobre. La refrigeración directa por aceite o próxima a los bobinados segmentados acorta ese camino y permite cargas elevadas repetidas.
Retos mecánicos y térmicos
Los discos rotores atraen al estator con una fuerza axial considerable. Los rotores opuestos pueden equilibrar la fuerza neta si están bien alineados, pero rigidez de carcasa, disposición de rodamientos, planitud del rotor y tolerancias deben mantener ambos entrehierros pequeños y uniformes. Dilatación, vibración y variación de fabricación hacen exigente la producción.
El disco ancho también exige controlar tensiones y deformación a alta velocidad. Hay que retener los imanes, gestionar pérdidas por corrientes de Foucault y limitar la ondulación del par y el ruido mediante el diseño de polos, ranuras, imanes y bobinados.
El fluido debe ser compatible eléctrica y químicamente con aislamiento, adhesivos, imanes, juntas y rodamientos. La refrigeración directa añade bombas, galerías, filtración, sellado y arrastre. Puede elevar la potencia continua, pero consume energía auxiliar.
Los imanes permanentes plantean las mismas cuestiones de temperatura, desmagnetización, coste y suministro que en los PMSM radiales. El flujo axial no las elimina; cambia la geometría en la que se resuelven.
De tecnología especializada a producción en serie
Mercedes-Benz inició en junio de 2026 la producción a gran escala de su motor axial en Berlín-Marienfelde. Señala al nuevo Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé eléctrico de batería como primera aplicación de serie. Sus tres motores axiales se integran en unidades de altas prestaciones con reductores planetarios compactos.
Mercedes-Benz afirma que la producción requiere 98 pasos, con un control estricto del montaje de doble rotor y la posición del estator. Ese esfuerzo muestra que las prestaciones axiales no pueden separarse de la viabilidad industrial.
YASA, adquirida por Mercedes-Benz en 2021, desarrolló la armadura segmentada sin yugo del programa actual. Otros proveedores usan núcleos, números de rotores, bobinados, materiales y refrigeración distintos; «YASA» no debe usarse como sinónimo de todo motor axial.
Dónde encaja el flujo axial
Las máquinas axiales son atractivas cuando el espacio axial y la densidad de par justifican refrigeración y producción exigentes. Los deportivos son un primer ámbito lógico porque valoran mucho compacidad, potencia repetible y masa.
No sustituyen universalmente a los motores radiales. Estos cuentan con utillaje maduro, cadenas consolidadas, camisas conocidas y producción escalable en una amplia gama de potencia. La adopción dependerá del coste de la unidad completa, potencia continua, rendimiento de fabricación, durabilidad y mantenimiento, no de una cifra aislada de densidad de potencia pico.
Para una explicación visual de la construcción axial sigue disponible el vídeo de Munro Live:
Vuelva a Electric Motors and Drive Units.