Motores de fluxo axial com ímanes permanentes
Um motor de fluxo axial com ímanes permanentes usa um circuito magnético em forma de disco, no qual o fluxo principal do entreferro corre paralelo ao veio. Segue os mesmos princípios síncronos de um PMSM radial, mas troca comprimento por diâmetro e pode gerar muito binário num conjunto curto.
Geometria, não uma nova fonte de binário
«Fluxo axial» descreve a direção do percurso magnético principal. «Síncrono de ímanes permanentes» descreve a excitação do rotor e a sua relação com o campo rotativo do estator. São classificações distintas: também são possíveis máquinas axiais de indução e relutância, embora a atenção automóvel de alto desempenho se concentre nas de ímanes permanentes.
Existem vários arranjos: um rotor entre dois estatores, um estator entre dois rotores ou etapas repetidas. A topologia YASA de armadura segmentada sem jugo coloca um estator segmentado entre dois discos de rotor com ímanes. Ambas as faces do estator contribuem para o binário e elimina-se o jugo contínuo habitual.
Como o motor produz binário
Um inversor alimenta os enrolamentos com corrente multifásica. Um resolver, codificador ou estimador indica a posição do campo do rotor, e o controlo orientado pelo campo define o vetor de corrente de fase. Os dois discos seguem o campo rotativo à velocidade síncrona.
O raio ativo favorece o binário. Grande parte do esforço eletromagnético atua mais longe do veio do que numa máquina radial menor, aumentando o braço de alavanca. Dois entreferros usam ambas as faces do estator. Uma boa otimização pode assim dar muito binário por comprimento axial e elevada densidade de binário e potência por massa ou volume.
O resultado não é automático. Diâmetro, fluxo do entreferro, carga de corrente, arrefecimento, tensão do rotor, rolamentos, capacidade do inversor e ciclo definem a potência real. A comparação exige igual duração de pico, condições térmicas contínuas, temperaturas do fluido, limites do inversor e fronteira de medição.
Integração e desempenho
A forma fina pode libertar espaço ao longo de um eixo ou acomodar vários motores e caminhos de engrenagens numa unidade compacta de alto desempenho. É valiosa quando o comprimento é mais limitado do que o diâmetro.
Alta densidade de binário pode reduzir massa, mas o sistema completo inclui suportes do rotor, rolamentos, carcaça, circuitos, inversor e transmissão. A densidade de potência apenas do motor não é a da unidade nem a do veículo.
A potência contínua depende da remoção de calor. Os estatores axiais ficam normalmente entre discos do rotor, pelo que uma camisa de água externa pode ter um longo percurso térmico até ao cobre. Óleo direto ou arrefecimento próximo dos enrolamentos segmentados encurta-o e suporta cargas elevadas repetidas.
Desafios mecânicos e térmicos
Os discos do rotor atraem o estator com grande força axial. Rotores opostos podem equilibrar a força quando bem alinhados, mas rigidez da carcaça, rolamentos, planura e tolerâncias têm de manter ambos os entreferros pequenos e uniformes. Dilatação, vibração e variação de fabrico tornam a produção exigente.
O disco largo exige ainda controlo da tensão e flexão do rotor à velocidade. Os ímanes têm de ser retidos, as perdas por correntes parasitas geridas e a ondulação do binário e o ruído controlados através de polos, ranhuras, ímanes e enrolamentos.
O fluido deve ser elétrica e quimicamente compatível com isolamento, adesivos, ímanes, vedantes e rolamentos. O arrefecimento direto acrescenta bombas, galerias, filtragem, vedação e arrasto. Pode elevar a potência contínua, mas consome energia auxiliar.
Os ímanes trazem as mesmas questões de temperatura, desmagnetização, custo e abastecimento dos PMSM radiais. O fluxo axial não as remove; muda a geometria em que são resolvidas.
De tecnologia especializada a produção em série
A Mercedes-Benz iniciou a produção em grande escala em Berlin-Marienfelde em junho de 2026. Indica o novo Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé elétrico como primeira aplicação de série. Três motores axiais integram unidades de alto desempenho com redutores planetários compactos.
A Mercedes-Benz afirma que a produção exige 98 etapas e controlo rigoroso da montagem de rotor duplo e da posição do estator. O esforço mostra que o desempenho axial é inseparável da capacidade de fabrico.
A YASA, adquirida pela Mercedes-Benz em 2021, desenvolveu a arquitetura segmentada sem jugo. Outros fornecedores usam núcleos, números de rotores, enrolamentos, materiais e arrefecimento diferentes; «YASA» não é sinónimo de todos os motores axiais.
Onde o fluxo axial se enquadra
As máquinas axiais são convincentes quando espaço axial e densidade de binário justificam processos exigentes. Os automóveis de desempenho são uma aplicação inicial porque valorizam compacidade, potência repetível e massa.
Não substituem universalmente os motores radiais. Estes beneficiam de ferramentas maduras, cadeias estabelecidas, camisas conhecidas e produção escalável. A adoção depende do custo total, desempenho contínuo, rendimento de fabrico, durabilidade e manutenção, não de um único valor de pico.
O vídeo da Munro Live continua disponível para uma explicação visual:
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