Въведение:Двигателите с аксиално поле имат равнинна въздушна междина и аксиално магнитно поле, поради което се наричат също дискови двигатели или кръгли двигатели. Двигателите с аксиално поле са компактни, малки по размер, леки и имат висока плътност на въртящия момент. Първият електрически двигател в света е дисковият генератор на Фарадей.
Характеристики на дисков двигател
1) Плоска форма и къс аксиален размер, което ги прави особено подходящи за приложения със строги пространствени ограничения.
2) Въздушната междина е равнинна, а магнитното поле на въздушната междина е аксиално, оттук и името двигател с аксиално поле.
3) Принципът на работа на дисковите двигатели е същият като този на колонните двигатели.
1. Структура на дисковия двигател
Дисковите двигатели се предлагат в различни конфигурации, включително един-диск, двоен-диск и композитен-диск.
В традиционните двигателни конструкции статорът е в периферията, а роторът се върти в средата (виж долната дясна фигура). Пролуката между статора и ротора е цилиндрична повърхност (вижте долната лява фигура). Полу-прозрачната цилиндрична повърхност на фигурата е повърхността на въздушната междина. Магнитните силови линии са перпендикулярни на повърхността на въздушната междина и успоредни на посоката на диаметъра в тази точка, наречена радиален поток на въздушната междина.
В повечето двигатели от дисков-тип и статорът, и роторът са с форма на диск-и въздушната междина между тях е равнина, перпендикулярна на вала на двигателя. Долната лява фигура показва тази равнина на въздушната междина, представена полу-прозрачно. Магнитните силови линии са перпендикулярни на равнината на въздушната междина и успоредни на посоката на вала, наречени аксиален поток на въздушната междина. 1. Единична дискова структура
Структурата на един диск е проста, но за решаване на проблема с дисбаланса на аксиалната сила, плътността на въртящия момент не е много висока и се използва най-вече в генератори.
2. Междинен ротор
Двойната статорна структура на междинния ротор- (S-R-S) е роторен диск с магнити, монтирани в центъра, със сърцевини на намотките на статора в двата края. Плътността на въртящия момент се увеличава и магнитното издърпване на сърцевините от двете страни може да се компенсира взаимно, решавайки проблема с небалансираната аксиална сила. Друго предимство на структурата на междинния ротор е много високата ефективност на разсейване на топлината на намотките и сърцевините.
Структурата на междинния ротор се превърна в основната конфигурация, главно защото сглобяването на статора и ротора е по-лесно за постигане с високо{0}}прецизно позициониране. В един показан пример статорът е директно свързан към шасито чрез заваряване. Съответстваща на структурата на междинния ротор е структурата на междинния статор, наричана още структура на вътрешния статор. В тази структура двата роторни диска са отвън, а статорът е отвътре.
3. Междинен статор
Междинен статор-Структура с двоен ротор (R-S-R): Структурата на междинния статор също има двойна въздушна междина и може да постигне баланс на аксиалната сила. Този баланс обаче се отразява върху вала на ротора; всеки отделен диск на ротора все още е подложен на едностранна сила. Следователно, аксиалната деформация на роторния диск трябва да бъде внимателно изчислена, за да се избегнат големи неравности в дебелината на въздушната междина.
Уникално предимство на структурата на междинния статор е нейната пригодност за структури без ядро или тънко{0}}ядро. Недостатък обаче е трудността при позициониране и сглобяване на статора. Структурата на междинния статор има по-ниски характеристики на разсейване на топлината в сравнение със структурата на междинния ротор, тъй като намотките са основният източник на топлина. Тъй като намотките не контактуват директно с крайните капаци, ефективността на разсейване на топлината е много ниска и топлината лесно се натрупва в дисковете. Следователно е необходимо да се проектира допълнителен вътрешен път за охлаждащ въздух.
4. Много-дискова композитна структура
Много{0}}дисковата композитна структура е по същество аксиална суперпозиция на междинна статорна структура и междинна роторна структура. Тази структура може да осигури висока плътност на въртящия момент, но нейното сглобяване и дизайн са много сложни и обикновено не се използва често.
