Le problème mécanique le plus épineux du moteur à flux axial se cache entre le stator et le rotor. Un entrefer d'un millimètre, voire moins, les sépare, et entre les aimants et le noyau de fer des deux côtés agit une attraction axiale de plusieurs tonnes. C'est comme deux aimants puissants suspendus face à face : au moindre écart, l'attraction du côté qui se rapproche s'amplifie brusquement.
Produits de moteur à flux axial Axial-Flux Motor Products
Dès que l'entrefer présente un déséquilibre de quelques dizaines de micromètres, la force d'un côté croît de façon exponentielle : au mieux, le disque du rotor se courbe et se déforme ; au pire, il y a collage magnétique direct et le rotor heurte le stator. Une force de cette ampleur ne peut absolument pas être détectée à l'œil nu ni au toucher ; lorsqu'un bruit anormal se fait entendre, il est souvent déjà trop tard. C'est pourquoi les roulements et le carter ne sont pas ici des acteurs secondaires, mais des structures de survie. Côté roulements, le roulement rigide à billes classique ne supporte pas cette poussée axiale ; il faut généralement le remplacer par des roulements à contact oblique capables de supporter des charges axiales élevées, ou par des roulements à rouleaux coniques à double rangée, en utilisant une capacité de charge supérieure pour contenir cette force de traction.
Vue de détail du moteur Motor Detail View
Le carter doit être encore plus robuste. Pendant le fonctionnement du moteur, cette attraction axiale se transforme en un moment de flexion qui agit en continu sur le carter ; les pièces de tôle emboutie ordinaires ne le supportent tout simplement pas, et il faut recourir à des alliages d'aluminium de qualité aéronautique à haute résistance ou à des structures de fonderie optimisées topologiquement pour maintenir la déformation dans une plage acceptable. On peut dire que, dans la conception mécanique du moteur à flux axial, plus de la moitié de l'effort est consacré à composer avec cette attraction : le choix des roulements et du carter détermine directement la puissance que le moteur peut supporter et la vitesse à laquelle il peut tourner.
Vue éclatée du moteur à flux axial Axial-Flux Motor Exploded View
Cette dépense sur la structure ne peut pas être économisée. Lorsque Jiuju assemble ce type de moteurs, la symétrie de l'entrefer est un point de contrôle obligatoire : si les jeux des deux côtés sont inégaux, il ne s'agit pas de savoir s'il tourne ou non, mais de savoir à qui imputer le collage magnétique. Ce que l'outillage d'assemblage doit faire, c'est garantir que les jeux des deux côtés soient uniformes dès l'instant de l'assemblage ; ce n'est qu'ensuite que l'on peut parler de stabilité.
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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.
Alors que les véhicules à énergie nouvelle et la robotique attirent tous les regards, les moteurs à flux magnétique axial sont discrètement adoptés dans des applications industrielles telles que les moteurs de traction d'ascenseurs, les éoliennes et les pompes. Ici, ce ne sont pas les paramètres techniques spectaculaires qui comptent, mais la facture d'électricité et la fiabilité en série.
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L'architecture multipolaire génère une fondamentale haute fréquence ; à des dizaines de milliers de tours, la fréquence fondamentale peut atteindre plusieurs kilohertz. Avec les IGBT traditionnels, les pertes de commutation s'envolent et l'échauffement est sévère : la capacité de commutation au niveau du mégahertz des MOSFET en carbure de silicium est le partenaire adapté des moteurs à flux axial multipolaires haute fréquence.
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