Den Vorteil des Axialflussmotors bestreitet kaum jemand: Bei gleichem Außendurchmesser und gleicher Magnetkraft ist das Drehmoment deutlich höher als beim Radialflussmotor, die axiale Baulänge kürzer und Leistungs- und Drehmomentdichte schöner. Doch Fakt ist: Der globale elektrische Antrieb wird weiterhin von zylindrischen Radialflussmotoren dominiert – ein Gefüge, das sich seit Jahrzehnten kaum bewegt hat. Dass die technisch überlegene Seite nicht zum Zug kommt, ist für sich genommen eine Frage wert.
Schematische Darstellung des Axialflusspfads Schematic of Axial-Flux Path
Der Grund liegt nicht in der Technik, sondern in der Trägheit. Die erste Trägheit ist der „Mensch". Hochschullehrbücher, FEM-Simulationswerkzeuge, Branchennormen drehen sich fast alle um den Radialflussmotor; Generationen von Motoringenieuren bewegen sich seit ihrem Berufseinstieg in zylindrischen Luftspalten und Nut-Zahn-Anordnungen. Sie kennen radiale Nut-Zahn-Auslegung und Zylinderluftspaltberechnung in- und auswendig; der Wechsel zu planarem Magnetkreis und radialen Statorzähnen bedeutet, jahrelange Denkgewohnheiten über Bord zu werfen – die Lernkosten sind nicht gering.
Struktur der Statorwicklung Stator Winding Structure
Die zweite Trägheit ist das „Geld". Stanzen, Stapeln, Wickeln und Hairpin-Formen für Radialflussmotoren sind längst hoch automatisiert; das in die Lieferkette investierte Kapital geht in die Hunderte Milliarden Dollar, Linien, Formen und Qualitätssysteme sind vorhanden. Der Wechsel zum Axialfluss bedeutet, dass diese Werte zum Großteil entwertet werden – Anlagen neu entwickeln, Prozessstandards neu aufbauen; die Rechnung geht schlicht nicht auf.
Topologie des Axialflussmotors Axial-Flux Motor Topology
Deshalb wagten sich früher nur kostenunkritische Szenarien wie Rennsport und Raumfahrt heran. Doch der Wendepunkt zeichnet sich ab: Ausgereifte Siliziumkarbid-Bauteile, Fortschritte bei weichmagnetischen Verbundwerkstoffen und die symbolträchtigen Zukäufe führender Unternehmen machen den Axialfluss vom „Laboroption" zum „Serienkandidaten".
Häufig gestellte Fragen zur Motorautomatisierung
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Draußen vor der Werkhalle herrscht reges Treiben am Versandplatz. Nach mehreren Runden Maschinenabnahme, Simulationsprüfung der Serienproduktion und Werksqualitätskontrolle hat eine automatische Montagelinie für Gleichstrommotoren von Jiuju den gesamten Werksausgangsprozess abgeschlossen, wurde termingerecht verladen und macht sich nun auf den Weg zum Produktionsstandort des Kunden, um dessen Projekt planmäßig in die Fertigung zu bringen.
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Die mehrpolige Bauweise erzeugt eine hohe Grundfrequenz; bei Zehntausenden Umdrehungen kann die Grundfrequenz mehrere Tausend Hertz erreichen. Herkömmliche IGBTs verzeichnen sprunghaft steigende Schaltverluste und starke Erwärmung. Erst die Schaltfähigkeit im Megahertz-Bereich von Siliziumkarbid-MOSFETs ist der passende Partner für hochfrequente mehrpolige Axialflussmotoren.
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