Der Angriffspunkt der Magnetkraft liegt beim Axialflussmotor nahe dem Außendurchmesser. Das bringt hohes Drehmoment, birgt aber ein Risiko: Bei gleicher Drehzahl ist die Umfangsgeschwindigkeit der Magnete am Rotorscheibenrand weit höher als bei schlanken Radialflussmotoren; die Zentrifugalkraft vervielfacht sich.
Schnittansicht des Hochdrehmoment-Prinzips des Jiuju-Axialflussmotors Cross-Section View of High-Torque Principle for Jiuju Axial-Flux Motor
Man muss wissen: Die Zentrifugalkraft ist proportional zum Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit; bei großem Wirkradius steigt der Wert sehr schnell. Bei gleicher Leistung hat die Axialfluss-Rotorscheibe einen größeren Außendurchmesser, also höhere Randgeschwindigkeit. Bei Drehzahlen im Zehntausenderbereich sind Beispiele für gerissene und von der Scheibe gelöste Magnete keine Seltenheit; einmal herausgelöst, ist die Rotorscheibe sofort Schrott – sogar der Stator kann beschädigt werden.
Schema des Magnetversagens am Hochdrehzahlrotor Schematic of High-Speed Rotor Magnet Failure
Deshalb verlässt sich der hochwertige Axialflussmotor längst nicht mehr auf einfaches Oberflächenkleben. Üblich sind drei Verteidigungslinien: Zuerst werden die Magnete mit Kohlenfaser-Prepreg umwickelt, außen folgt eine hochfeste nichtmagnetische Metallhülse, oder man fertigt einen eingebetteten Scheibenrotor, bei dem die Magnete im Scheibenkörper statt auf der Oberfläche sitzen. Schließlich sorgt Auswuchtmasse für gleichmäßige Belastung bei hoher Drehzahl. Tatsächlich bereiten schon in der Konstruktion Segmentierung und Anordnung der Magnete den Hochdrehzahleinsatz vor – je feiner und dichter die Segmentierung, desto geringer die Zentrifugalkraft pro Segment und desto leichter die Fixierung; der Preis ist nur ein etwas höherer Montageaufwand.
Vergleich der Montagekonsistenz bei Jiuju Jiuju Assembly Consistency Comparison
Diese Maßnahmen verarbeiten den unsichtbaren Gegner „Zentrifugalkraft" im Voraus in der Struktur. Oberflächliches Kleben ist einfach und günstig, taugt aber nur für niedrige bis mittlere Drehzahlen; sobald die Drehzahl steigt, muss das Packaging-Konzept wechseln – daran darf nicht gespart werden. Beim Montieren solcher Rotoren legt Jiuju großen Wert auf Zugkraftregelung und Aushärtungskonsistenz von Hülse und Wicklung – ungleichmäßig gewickelte Kohlenfaser lässt sich nicht stabil auswuchten; bei hoher Drehzahl wird jedes Zittern zum Risiko. Die Zuverlässigkeit des Rotors liegt zur Hälfte in der Konstruktion und zur Hälfte in der Gleichmäßigkeit der Montage.
Häufig gestellte Fragen zur Motorautomatisierung
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