Introducción:Los motores de campo axial tienen un entrehierro plano y un campo magnético axial, por lo que también se les llama motores de disco o motores circulares. Los motores de campo axial son compactos, de tamaño pequeño, livianos y tienen una alta densidad de torque. El primer motor eléctrico del mundo fue el generador de discos de Faraday.
Características del motor de disco
1) Forma plana y dimensión axial corta, lo que los hace especialmente adecuados para aplicaciones con estrictas limitaciones de espacio.
2) El entrehierro es plano y el campo magnético del entrehierro es axial, de ahí el nombre de motor de campo axial.
3) El principio de funcionamiento de los motores de disco es el mismo que el de los motores de columna.
1. Estructura del motor de disco
Los motores de disco vienen en varias configuraciones, incluidas las de disco único-, de disco-doble y de disco-compuesto.
En las estructuras de motores tradicionales, el estator está en la periferia y el rotor gira en el medio (consulte la figura inferior derecha). El espacio entre el estator y el rotor es una superficie cilíndrica (ver la figura inferior izquierda). La superficie cilíndrica semi-transparente en la figura es la superficie del entrehierro. Las líneas de fuerza magnéticas son perpendiculares a la superficie del entrehierro y paralelas a la dirección del diámetro en ese punto, lo que se denomina flujo radial del entrehierro.
En la mayoría de los motores de disco-, tanto el estator como el rotor tienen forma de disco-y el espacio de aire entre ellos es un plano perpendicular al eje del motor. La figura inferior izquierda muestra este plano de entrehierro, representado de forma semi-transparente. Las líneas de fuerza magnéticas son perpendiculares al plano del entrehierro y paralelas a la dirección del eje, lo que se denomina flujo del entrehierro axial.. 1. Estructura de disco único
La estructura de un solo disco es simple, pero para resolver el problema del desequilibrio de fuerza axial, la densidad de torque no es muy alta y se usa principalmente en generadores.
2. Rotor intermedio
La estructura del rotor intermedio-doble estator (S-R-S) es un disco de rotor con imanes instalados en el centro, con núcleos de devanado del estator en ambos extremos. La densidad de par aumenta y la atracción magnética de los núcleos de ambos lados puede anularse entre sí, resolviendo el problema de la fuerza axial desequilibrada. Otra ventaja de la estructura del rotor intermedio es la muy alta eficiencia de disipación de calor de los devanados y núcleos.
La estructura del rotor intermedio se ha convertido en la configuración principal, principalmente porque el ensamblaje del estator y el rotor es más fácil de lograr con un posicionamiento de alta-precisión. En un ejemplo mostrado, el estator está conectado directamente al chasis mediante soldadura. A la estructura intermedia del rotor corresponde la estructura intermedia del estator, también denominada estructura interna del estator. En esta estructura, los dos discos del rotor están en el exterior y el estator en el interior.
3. Estator intermedio
Estator intermedio-Estructura de doble rotor (R-S-R): la estructura del estator intermedio también tiene un entrehierro doble y puede lograr un equilibrio de fuerza axial. Sin embargo, este equilibrio se refleja en el eje del rotor; cada disco de rotor individual todavía está sujeto a una fuerza unilateral. Por lo tanto, la deformación por desviación axial del disco del rotor debe calcularse cuidadosamente para evitar grandes irregularidades en el espesor del entrehierro.
Una ventaja única de la estructura de estator intermedio es su idoneidad para estructuras sin núcleo o con núcleo delgado-. Sin embargo, una desventaja es la dificultad en el posicionamiento y montaje del estator. La estructura del estator intermedio tiene características de disipación de calor inferiores en comparación con la estructura del rotor intermedio porque los devanados son la principal fuente de calor. Dado que los devanados no entran en contacto directo con las cubiertas de los extremos, la eficiencia de disipación de calor es muy baja y el calor se acumula fácilmente en los discos. Por lo tanto, es necesario diseñar una ruta de aire de refrigeración interna adicional.
4. Estructura compuesta de discos múltiples-
Una estructura compuesta de discos múltiples es esencialmente una superposición axial de una estructura de estator intermedia y una estructura de rotor intermedia. Esta estructura puede proporcionar una alta densidad de par, pero su montaje y diseño son muy complejos y, por lo general, no se utiliza habitualmente.
