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Nouvelle ère de moteurs électriques (à flux axial)

Design hyper compact à faible coût

Analyse du Marché

  • La croissance du marché de la voiture électrique dépasse les attentes et poursuit les tendances

  • Le moteur électrique et l’instrumentation ont des exigences énormes dans les années à venir

Tout le monde est à la recherche de nouvelles technologies permettant de fabriquer des moteurs électriques:

PETIT, LÉGER, ÉCONOMIQUE, SANS PERTE, OPTIMISÉ pour les systèmes collaboratifs, INDUSTRILISABLE, PERFORMANT-EFFICIENT et ÉCONOMIQUE

Le moteur à flux axial peut fournir plus de couple et de puissance massique en utilisant la même quantité d’énergie (courant)

C’est un fait scientifique

Mieux et Faisable

Le moteur à flux axial est meilleur que le moteur à flux radial

A Global Mathematical Approach

Let us consider a general case in which a moving charge
dq
is submitted to an Electromagnetic Field (E, B )

‘E’/’0’

B-0

‘E’– ‘B/‘t’

‘B’‘0’ ‘0’ ‘E/‘t’

‘F’q (E-V-B)

‘Fe’S-J-B

This is the (E, B)force acting on the moving part per unit volume

Field Electromagnetic (Green) exchanges in the Radial Air Gap

Field Electromagnetic (Green) exchanges in the Axial Air Gap

In any case of a Cylindrical Electric Machine (either radial or axial topology), the force depends only on the interaction between the magnetic field produced by the rotor and the stator.

Influence of the geometry

Influence of the geometry

of the rotor on the

value of the torque

Radial Case

Axial Case

 

What are the geometrical conditions that generate the same torque for the 2 geometries? Supposing we use the same

magnetic

materials

(same magnets, same iron…. ) so we have the same

magnetic

pressure

in the air gap on optimized machine.

where

Conclusions on Expression

The geometrical variation generates a higher torque for an axial-flux machine than a radial-one, in other Words, for a given required torque, we can use less magnets and less windings for the axial-flux machine as the magnetic pressure can be diminished.

Case study

The real meaning of this formula, is that For a given Torque

, if we canslightly adapt the axial motor flow, the overall volume and the mass of final machine will be less

than a radial-flux-One, even in cases where radial flow machine are considered better!

Case One

From radial motor to axial motor, if d5′ could be 10 higher, we can achieve L5′ divided by 2,and save 30 volume.

Case Two

From radial motor to axial motor, though d6′ is 50′ higher, we can achieve L6′ divided by 3 even 4,still save 30 volume.

The real Interest of an axial-Flux Machine lies in the fact that its torque produced requires less magnetic volume than a radial-flux machine. The mass of the machine will be lower in most applications! The other global parameter to consider is the centrifugal effect: experimental background and studies show that the range speeds of an axial-flux machine is about 15,000 rpm for a diameter of 300 mm

Global system must be analyzed in order to achieve this improvement, but It worth it! Implementing an axial flux machine over a radial one, even some adjustment may be needed, the outcomes are still significant as the global Mass, the global Volume and the global cost of the system can be dramatically reduced.

That is why axial flux machine is better than radial flux machine in most cases scientifically speaking.

Moteur à flux axial: Pourquoi si tard?

Malgré les avantages liés au flux axial, le moteur à flux radial occupe actuellement 99% de la part de marché, étant donné que le flux axial est un défi

Très grande vitesse linéaire

 La demande de résistance mécanique des aimants incorporés peut être élevée

s

Le rotor chauffe

Système de refroidissement complexe et coûteux, l’aimant peut être démagnétisé

Structure de stator non optimisée

  • Le stator est difficile à fabriquer à haute cadence sur la chaîne de production

  • Le processus d’assemblage devrait être facilement industrialisé en production.

Un Avenir d’Avance

NOUS AVONS DES SOLUTIONS

Meilleur rotor

Le rotor à flux axial conventionnel fournit une vitesse linéaire élevée à certaines parties de celui-ci et chauffe à puissance de sortie élevée, l’ensemble du système devient instable, voire sous-alimenté. La nécessité d’une meilleure conception du rotor est évidente.

Matériau composite

  • Facile à fabriquer
  • Pas de chaleur excitée du champ magnétique
  • Fort et durable

Inspiré de la nature

  • Aimant de maintien de grille en nid d’abeille
  • Pas de chaleur, pas de perte!
  • Vérifié et testé en prototype

Forme naturellement

  • Les aimants pour œufs s’intègrent parfaitement dans la grille
  • Pas de chaleur, pas de démagnétisation
  • Vérifié en simulation

Meilleur stator

Le stator non optimisé est difficile à fabriquer à haute cadence sur la chaîne de production.

Structure modulaire

  • Facile à procéder à l’enroulement

  • Maintenir la performance mécanique

  • Convient pour la production de masse

Alignement guidé

  • Supprimer la différence de force magnétique
  • Aucune perte de puissance
  • Facilement mise en œuvre et fonctionnement

Deux stators un rotor

  • Double excitation sur le rotor
  • Moins d’aimants pour les mêmes performances!
  • Réduction des coûts

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