تعتمد أداء المحركات ذات التدفق المغناطيسي المحوري بشكل كبير على التخطيط الطوبولوجي المكاني، بدءًا من الهياكل الأساسية ذات القرص الواحد أو القرصين وصولاً إلى التصميمات المتقدمة ذات التراص متعدد الأقراص وتصميمات الجزء الثابت المقسم بدون يوك، حيث يتوافق كل تخطيط مع أولويات أداء محددة ومفاضلات هندسية معينة، ولا يوجد “هيكل مثالي” مطلق، بل هناك فقط الحلول الأكثر ملاءمة لكل سيناريو.
صور لمحركات التدفق المغناطيسي المحوري (Axial Flux Motor Images)
تشكل الهياكل التوبولوجية الأساسية الأربعة النمط السائد في هذا القطاع. ويُعد هيكل SSSR (أحادي المولد وأحادي الدوار) أبسطها، حيث يتميز بأبعاد محورية مدمجة للغاية وتكلفة إنتاج جماعي منخفضة؛ إلا أن الدائرة المغناطيسية أحادية الجانب تولد قوة سحب مغناطيسية محورية غير متوازنة بشكل خطير، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث اهتزازات وتآكل المحامل في ظروف التشغيل عالية السرعة، لذا فهو مناسب للاستخدامات ذات الطاقة المنخفضة والسرعة المنخفضة. أما هيكل DSSR (ثنائي المولدات أحادي الدوار) فيعتمد على بنية متماثلة على شكل “ساندويتش”، حيث تتوازن القوى المحورية تمامًا، وتتمتع المولدات على الجانبين بظروف تبريد ممتازة، وهو خيار موثوق به للمعدات الصناعية التي تعمل بشكل مستمر، لكن متطلبات المواد المستهلكة ودقة التجميع ترتفع بالتوازي مع ذلك. يُعد محرك DRSS ذو الدوارين والجزء الثابت الواحد معيارًا لكثافة الطاقة العالية، حيث يعمل الجزء الثابت من الجانبين، وتزيد كثافة عزم الدوران فيه عن محرك DSSR بمقدار 15% إلى 25%، وهي مناسبة لتطبيقات ذات متطلبات عالية مثل المحركات الرئيسية للسيارات الجديدة بالطاقة، والفضاء الجوي، وغيرها؛ لكن صعوبة توصيل الأسلاك في اللفات وضبط التوازن الديناميكي كبيرة. يحقق الهيكل متعدد الأقراص المكدسة توسيعًا مضاعفًا في الطاقة من خلال التكديس المعياري، ويمكنه تغطية تطبيقات الطاقة الفائقة بمستوى الميغاواط، لكن تعقيد الهيكل والتكلفة يرتفعان بالتوازي.
يُعد الابتكار في هيكل الجزء الثابت الاتجاه الأساسي لتحقيق طفرة في الأداء. حيث يُلغى في الجزء الثابت الخالي من القوس الحديدي القوس الخلفي، مما يقلل من كمية قلب الحديد بمقدار 40% إلى 60%، ويقلل وزن الجهاز الكلي بمقدار 25% إلى 30%، ويخفض خسائر الحديد عالية التردد بأكثر من 35%، ولكنه يؤدي إلى انخفاض صلابة الهيكل، مما يتطلب دقة تجميع تصل إلى مستوى الميكرومتر. أما المحرك ذو الجزء المقطعي فيقسم الجزء الثابت الكلي إلى وحدات أسنان مستقلة، ويؤدي اللف المركزي إلى خفض الخسائر النحاسية بنسبة تتراوح بين 10% و18%، وزيادة كفاءة تبديد الحرارة بمقدار 3 أضعاف، كما حل مشكلة لف المحرك المحوري، وقصر دورة التصنيع بنسبة 50%، لكن التحكم في دقة التجميع أصبح تحديًا جديدًا.
المحركات ذات التدفق المغناطيسي المحوري (Axial Flux Motors)
من منظور التصنيع، توجد علاقة توازن عكسي بين تعقيد الهيكل ومعدل العائد في الإنتاج الضخم. يمكن أن تصل نسبة نجاح إنتاج محركات SSSR إلى 98% أو أكثر، بينما تتراوح نسبة نجاح إنتاج محركات DSSR بين 92% و95% تقريبًا؛ أما الهياكل المقسمة بدون يوك والتراص متعدد الأقراص، فتنخفض نسبة نجاح الإنتاج فيها بشكل ملحوظ بسبب متطلبات المحاذاة عالية الدقة. لمواجهة صعوبات التجميع في الهياكل المتنوعة للمحركات ذات التدفق المغناطيسي المحوري، يمكن لشركة Jiuju توفير حلول تجميع آلية تتناسب مع الهياكل المختلفة، والتي تشمل التركيب الدقيق للمغناطيسات، والتركيب المتكامل للقوة والموضع للجزء الثابت والجزء الدوار، والفحص الفوري للفجوة الهوائية وغيرها من العمليات الأساسية، وتضمن دقة تجميع بمستوى الميكرون من خلال تقنيات تحديد المواقع البصرية والتحكم في القوة المؤازرة، مما يضمن اتساق الإنتاج الضخم، وتوفر الدعم من حيث المعدات والتقنيات لتطبيق مختلف أنواع المحركات المحورية في الصناعة.
سادت حركة نشطة في موقع الشحن خارج ورشة العمل؛ وبعد جولات متعددة من اختبار الماكينة الكاملة، والتحقق من محاكاة الإنتاج الضخم، وفحص الجودة قبل الشحن، أكمل خط تجميع محركات التيار المستمر الآلي من JIUJU جميع إجراءات الشحن من المصنع، وتم تحميله في الموعد المحدد، وسيتوجه قريبًا إلى قاعدة إنتاج العميل للمساعدة في دفع مشروع العميل نحو التنفيذ الإنتاجي وفقًا للخطة.
في الوقت الذي تستحوذ فيه السيارات التي تعمل بالطاقة الجديدة والروبوتات على اهتمام الجميع، تُستخدم المحركات ذات التدفق المغناطيسي المحوري بهدوء في المجالات الصناعية مثل محركات المصاعد وتوربينات الهواء والمضخات. ولا يُنظر هنا إلى المواصفات المبهرة، بل إلى فواتير الكهرباء وموثوقية الإنتاج بكميات كبيرة.
تؤدي البنية متعددة الأقطاب إلى موجة أساسية عالية التردد، ويمكن أن يصل التردد الأساسي تحت سرعة 10000 دورة في الدقيقة إلى عدة آلاف من الهيرتز. ترتفع خسائر التبديل في IGBT التقليدي بشكل حاد ويتولد حرارة شديدة، وقدرة التبديل بمستوى الميجاهيرتز لـ MOSFET من كربيد السيليكون هي الشريك الملائم لمحركات التدفق المحوري متعددة الأقطاب عالية التردد.
تؤدي البنية متعددة الأقطاب إلى موجة أساسية عالية التردد، ويمكن أن يصل التردد الأساسي تحت سرعة 10000 دورة في الدقيقة إلى عدة آلاف من الهيرتز. ترتفع خسائر التبديل في IGBT التقليدي بشكل حاد ويتولد حرارة شديدة، وقدرة التبديل بمستوى الميجاهيرتز لـ MOSFET من كربيد السيليكون هي الشريك الملائم لمحركات التدفق المحوري متعددة الأقطاب عالية التردد.