Introducere:Motoarele cu câmp axial au un spațiu de aer plan și un câmp magnetic axial, de aceea sunt numite și motoare cu disc sau motoare circulare. Motoarele de câmp axial sunt compacte, de dimensiuni mici, ușoare și au o densitate mare a cuplului. Primul motor electric din lume a fost generatorul de discuri al lui Faraday.
Caracteristicile motorului discului
1) Forma plată și dimensiunea axială scurtă, ceea ce le face deosebit de potrivite pentru aplicații cu constrângeri stricte de spațiu.
2) Spațiul de aer este plan, iar câmpul magnetic al spațiului de aer este axial, de unde și numele de motor de câmp axial.
3) Principiul de funcționare al motoarelor cu disc este același cu cel al motoarelor coloanei.
1. Structura motorului discului
Motoarele cu disc vin în diferite configurații, inclusiv disc simplu-, disc dublu- și disc-compozit.
În structurile motoare tradiționale, statorul se află la periferie, iar rotorul se rotește în mijloc (vezi figura din dreapta jos). Intervalul dintre stator și rotor este o suprafață cilindrică (vezi figura din stânga jos). Suprafața cilindrică semi-transparentă din figură este suprafața spațiului de aer. Liniile de forță magnetice sunt perpendiculare pe suprafața întrefierului și paralele cu direcția diametrului în acel punct, numit flux radial al întrefierului.
La majoritatea motoarelor de tip disc-, atât statorul, cât și rotorul au formă de disc-, iar spațiul de aer dintre ele este un plan perpendicular pe arborele motorului. Figura din stânga jos arată acest plan de gol, reprezentat semi-transparent. Liniile de forță magnetice sunt perpendiculare pe planul întrefierului și paralele cu direcția arborelui, numite flux axial al întrefierului. 1. Structură cu un singur disc
Structura cu un singur disc este simplă, dar pentru a rezolva problema dezechilibrului forței axiale, densitatea cuplului nu este foarte mare și este folosită mai ales în generatoare.
2. Rotor intermediar
Structura rotorului intermediar-dublu stator (S{-R{-S) este un disc rotor cu magneți instalați în centru, cu miezuri de înfășurare a statorului la ambele capete. Densitatea cuplului este crescută, iar tracțiunea magnetică a miezurilor de pe ambele părți se poate anula reciproc, rezolvând problema forței axiale dezechilibrate. Un alt avantaj al structurii rotorului intermediar este eficiența foarte mare de disipare a căldurii a înfășurărilor și miezurilor.
Structura rotorului intermediar a devenit configurația principală, în primul rând pentru că asamblarea statorului și a rotorului este mai ușor de realizat cu o poziționare de-înaltă precizie. Într-un exemplu prezentat, statorul este conectat direct la șasiu prin sudare. Corespunzând structurii rotorului intermediar este structura statorului intermediar, numită și structura statorului interioară. În această structură, cele două discuri rotorice sunt pe exterior, iar statorul este pe interior.
3. Stator intermediar
Stator intermediar-Structură cu rotor dublu (R-S{-R): structura statorului intermediar are, de asemenea, un spațiu de aer dublu și poate obține echilibrul forței axiale. Totuși, acest echilibru se reflectă pe arborele rotorului; fiecare disc rotor individual este încă supus unei forțe unilaterale. Prin urmare, deformarea axială a discului rotorului trebuie calculată cu atenție pentru a evita denivelările mari ale grosimii spațiului de aer.
Un avantaj unic al structurii statorului intermediar este adecvarea acesteia pentru structuri fără miez sau cu miez-subțiri. Totuși, un dezavantaj este dificultatea de poziționare și asamblare a statorului. Structura statorului intermediar are caracteristici inferioare de disipare a căldurii în comparație cu structura rotorului intermediar, deoarece înfășurările sunt sursa principală de căldură. Deoarece înfășurările nu intră direct în contact cu capacele de capăt, eficiența de disipare a căldurii este foarte scăzută, iar căldura se acumulează ușor în discuri. Prin urmare, trebuie proiectată o cale internă suplimentară a aerului de răcire.
4. Structură compusă cu mai multe-discuri
O structură compozită cu mai multe-discuri este în esență o suprapunere axială a unei structuri statorului intermediar și a unei structuri a rotorului intermediar. Această structură poate oferi o densitate mare de cuplu, dar asamblarea și designul ei sunt foarte complexe și, în general, nu este utilizată în mod obișnuit.
