Die Kühlung des Axialflussmotors hat natürliche Vorteile. Beim Radialflussmotor muss die Wärme erst durch Nutisolation und Statorblechpaket und dann in den außenliegenden Wassermantel – der Wärmewiderstand ist nicht gering; beim Axialfluss liegt die Statorwicklung offen auf der Planscheibe, das Kühlmedium kann direkt auf die Wicklung gesprüht oder eine Wasserkühlplatte eng angelegt werden – kurzer Weg, hohe Effizienz.
Jiuju-Motoranlagen Jiuju Motor Machinery
Ölkühlung und direktkontaktierende Wasserkühlung funktionieren bei solchen Motoren beide – einer der Gründe, warum hohe Leistungsdichte gewagt wird. Während der Radialflussmotor den Kühlkreislauf um das Gehäuse führt, kann der Axialfluss die Wicklung direkt in das Kühlmedium tauchen und so die Wärmeübertragung deutlich steigern. Wärme muss abgeführt werden, sonst ist hohe Leistungsdichte nicht zu halten – ein noch so guter Motor muss nach kurzem Lauf die Leistung drosseln.
Schema der Gesamtmaschine des Axialflussmotors Schematic of Complete Axial-Flux Motor
Doch die planare Bauweise bringt ein weiteres Problem: die Dichtung. Ein großer scheibenförmiger Dichtring muss Hoch-Tief-Temperaturzyklen und leichte Gehäuseverformungen aushalten und leckt leichter als die kleindimensionierte Dichtung eines Zylindermotors. Bei Temperaturzyklen dehnen und schrumpfen Dichtring und Gehäuse gemeinsam, es entsteht ein Spalt; tritt Kühlmittel aus, ist die Wicklungsisolation unmittelbar gefährdet.
Teilstruktur von Stator und Rotor Partial Structure of Stator and Rotor
Deshalb wird in hochwertigen Konzepten die Dichtnut oft als Doppeldichtung ausgeführt, mit öl- und fluorresistentem Spezialgummi; zwei Verteidigungslinien drücken das Leckrisiko auf ein Minimum. Kühlung und Dichtung: Eine greift nach vorn, die andere sichert ab. In den betreffenden Linien nimmt Jiuju es bei Ebenheit der Dichtfläche und Montagedrehmoment sehr genau – tritt Kühlmittel ein, hilft die beste Kühlung nichts. Je mehr solche Motoren in Richtung hoher Leistung und Ölkühlung gehen, desto gewichtiger wird die Dichtung. Kurz: Die Kühlung gibt die Basis für hohe Leistungsdichte, die Dichtung entscheidet, wie lange diese Basis hält.
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.
Hochleistungs-Neodym ist tatsächlich teuer, doch bei den „Kosten pro Drehmomenteinheit" steht der Axialflussmotor nicht schlecht da. Es werden weniger Magnet- und Kupfermaterial benötigt, zusätzlich lassen sich Getriebe oder Batteriekapazität einsparen – unterm Strich ist die Gesamt-BOM sogar günstiger.
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.
Warum hält der Radialflussmotor trotz besserer Drehmoment- und Leistungsdichte weiterhin den Hauptmarkt? Analyse auf drei Ebenen: Talentpool, industrielle Trägheit und versunkene Kosten der Produktionslinie.
Der Luftspalt wird auf Millimeter gedrückt; im Betrieb steigt die Innentemperatur von Raumtemperatur auf über 100 Grad. Alugehäuse, Stahlwelle, Kupferdraht und Magnet haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten; die axiale Verformung kann den Luftspalt vergrößern oder den Stator zusammendrücken.