Le point d'application de la force magnétique du moteur à flux axial est proche du diamètre extérieur, ce qui apporte un couple élevé mais aussi un risque caché : à vitesse de rotation égale, la vitesse linéaire des aimants au bord du disque du rotor est bien supérieure à celle du moteur radial allongé et étroit, et la force centrifuge est multipliée.
Vue en coupe du principe de couple élevé du moteur à flux axial de Jiuju Cross-Section View of High-Torque Principle for Jiuju Axial-Flux Motor
Il faut savoir que la force centrifuge est proportionnelle au carré de la vitesse linéaire : plus le rayon d'action est grand, plus cette valeur croît rapidement. À puissance égale, le rotor à disque du flux axial a un diamètre extérieur plus grand, et la vitesse linéaire à son bord est plus élevée. Dans des scénarios réels de haute vitesse de dizaines de milliers de tours, les cas d'aimants fissurés ou détachés de la surface du disque ne sont pas rares ; une fois détachés, le disque du rotor est directement hors service et peut même endommager le stator.
Schéma de la défaillance des aimants du rotor à haute vitesse Schematic of High-Speed Rotor Magnet Failure
C'est pourquoi les moteurs à flux axial haut de gamme ne reposent plus depuis longtemps sur un simple collage de surface. La pratique courante consiste en trois lignes de défense : d'abord, envelopper les aimants par un bobinage de fibre de carbone préimprégnée ; ensuite, placer à l'extérieur une chemise métallique non magnétique à haute résistance, ou bien réaliser directement un rotor à disque encastré, de sorte que les aimants soient logés dans la structure du disque et non collés à sa surface. Enfin, on ajoute la masselotte d'équilibrage dynamique pour garantir une répartition uniforme des efforts sur le disque à haute vitesse. En réalité, dès la phase de conception, la segmentation et la disposition des aimants préparent déjà le terrain aux conditions de haute vitesse : plus les segments sont nombreux et denses, plus la force centrifuge de chaque pièce est faible et plus elle est facile à fixer, le seul prix à payer étant quelques opérations d'assemblage supplémentaires.
Comparaison de la constance d'assemblage de Jiuju Jiuju Assembly Consistency Comparison
Tous ces moyens consistent en substance à absorber à l'avance dans la structure cet adversaire invisible qu'est la force centrifuge. Le collage de surface est commode et peu coûteux, mais ne convient qu'aux vitesses moyennes et basses ; dès que la vitesse augmente, il faut changer d'approche d'encapsulation, et cette dépense ne peut pas être économisée. Lors du montage de ce type de rotors, Jiuju accorde une grande importance au contrôle de la tension de la chemise et du bobinage ainsi qu'à la constance du durcissement : si le bobinage de fibre de carbone est serré de façon inégale, l'équilibrage dynamique ne se stabilise pas et la moindre vibration à haute vitesse devient un risque caché. La fiabilité du rotor dépend pour moitié de la conception et pour moitié de l'uniformité du montage.
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Sur l'aire d'expédition, à l'extérieur de l'atelier, l'activité est intense. Après plusieurs séries de mise au point de la machine complète, de validation de production simulée et de contrôle qualité en usine, une ligne d'assemblage automatisée de moteurs à courant continu de Jiuju a achevé tout le processus de sortie d'usine et a été chargée dans le camion à temps ; elle partira bientôt vers la base de production du client pour soutenir l'avancement du projet conformément au plan.
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