軸向關節電機的案例
“機器狗”關節電機如何選？
軸向磁場電機給機器狗帶來的變化：
1、提高動力性能：軸向磁通電機可以提供更高的動力輸出，從而可以滿足機器狗對動力性能的需求；
2、提高可靠性：軸向磁通電機可以提供更高的可靠性，從而提高機器人關節的可靠性；
3、提高效率：軸向磁通電機的高效率和高功率密度將有助于提高機器狗整體效率，并減少機器人的能耗；
4、減小體積：軸向磁通電機的小體積使得他們可以更容易地安裝在機器人關節中，并為更大的空間提供更多的可能性；
5、實現電動化：軸向磁通電機的高功率密度和高效率將為機器人的電動化提供更好的技術基礎。
SEMOTOR擁有自主研發的軸向磁通電機及控制算法等核心技術，研發生產的電機相對于傳統電機擁有體積小，重量輕，效率高，并可在低轉速下輸出大扭矩等特點，特別適用于對于體積和重量敏感的應用領域，用范圍非常廣泛，如電動汽車、電動摩托車、電動船舶、醫療設備、工業機器人、AGV無人車、軍事裝備、無人機等行業。
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電機的各種工作狀態和參數變化。用戶可通過調整仿真參數，快速得到電機的響應和性能參數，從而進行針對性的優化和改進。借助仿真APP，可大大減少電機設計迭代次數和成本，提高測試效率和準確性。
對了，此APP非彼APP，不用下載安裝，直接瀏覽器（手機也可以）打開，調整各項參數（定轉子、定子槽尺寸等）就可以在線云端計算，非常方便哦。如果不符合要求，還可以個性化定制，資深電機設計仿真工程師幫你搞定。
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下面給大家介紹一款好用的“軸向磁通電機仿真APP”。
軸向磁通電機是一種具有響應速度快、精確控制、高效能等優點的電動機。它廣泛應用于自動化設備、汽車、電梯、風力發電、機器人、醫療設備、無人機和航空航天器等應用領域。軸向磁通電機仿真APP可軸向磁通電機仿真計算，得到電機的磁密云圖、磁密矢量、磁鏈、反電動勢、齒槽轉矩等結果。
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參數設置
仿真計算結果展示（部分）
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展開 人形機器人關節電機設計“寶典”
宇樹A1機器人關節電機簡介
（本圖來源于宇樹官網）
宇樹A1機器人關節電機是一款高性能電機，專為智能機器人設計，主要用于關節和機械臂。它配備高精度編碼器，支持精確角度控制和流暢運動，具備高扭矩輸出，適應復雜操作。
接下來，我們根據宇樹A1官網（https://www.unitree.com/cn/a1motor）提供的電機設計方案，采用“一鍵多場耦合分析”軟件仿真這款電機的各種性能。
b. 宇樹A1機器人關節電機設計方案
通過截取宇樹A1官網的磁密云圖并導入CAD，簡單量測可得到初步實施方案。
展開 軸向磁通電機領銜！電動電機十年技術、材料與市場趨勢全解析
未來十年，電動汽車電機領域正醞釀巨變。從軸向磁通電機的“扁平革命”，到輪轂電機的突破嘗試，技術創新持續涌現。磁性材料戰場更是硝煙彌漫，稀土依賴與無磁體設計的博弈牽動全局。
這場融合技術突破與材料革新的浪潮，將重塑市場格局，也帶來無數未知機遇。本文帶你看透十年趨勢，解碼電機產業的現在與未來。
一、軸向磁通電機：引領電機技術的“扁平革命”
在電機技術領域，一場靜悄悄的“扁平化革命”正在興起，軸向磁通電機以其獨特的磁場路徑設計，正成為新能源汽車、高端機器人等領域的顛覆性技術。
1、軸向磁通電機的顛覆性優勢
軸向磁通電機將傳統圓柱形電機“壓扁”成圓盤狀，磁通方向平行于旋轉軸，沿軸向穿越定子和轉子構成的平面氣隙。這種設計帶來顯著優勢：
1）.空間魔術師：扁平化設計大幅縮減軸向尺寸與重量，功率密度顯著超越傳統電機，成為集成化系統的理想選擇。
2）.扭矩之王：更大的等效作用直徑使其在相同電磁負荷下能爆發更高扭矩，特別適合直驅應用。
3）.能效標桿：磁通路徑短且直，鐵損降低，部分先進設計效率突破96%。
4）.材料革新：碳纖維復合材料轉子、高導熱絕緣材料廣泛應用，抑制渦流損耗。
2、現實挑戰與應用場景
盡管軸向磁通電機優勢顯著，但也面臨熱管理難題和成本壁壘。緊湊結構導致散熱路徑復雜，需依賴先進冷卻方案。精密制造和特殊材料推高成本，量產普及仍需突破。其應用場景廣泛，包括新能源汽車的輪轂/輪邊電機、高端裝備的機器人關節、無人機推進系統，以及風力發電的直驅風機。
3、徑向磁通電機的堅守與優化
徑向磁通電機作為當前主流，磁場路徑垂直于旋轉軸，沿徑向穿過定轉子間的環形氣隙。其優勢在于工藝成熟、散熱良好、成本低廉和可靠性高，廣泛應用于工業設備、經濟型電動汽車和消費電器。
展開 
詳解丨軸向磁通電機
簡介
軸向磁場電機的氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的，所以又稱為盤式電機，也叫圓盤電機。世界上第一臺電機就是法拉第的圓盤發電機。
軸向磁場電機結構緊湊、體積小、重量輕、轉矩密度高。
一般電機的轉子和定子是里外套著裝的，軸向磁場電機為了薄，定子在平的基板上，轉子是蓋在定子上的，一般定子是線圈，轉子是永磁體或粘有永磁體的圓盤。
軸向磁場電機的結構方式
軸向磁場電機是主磁場與沿轉軸方向的電機。
軸向磁場電機與普通電機不同，其磁通方向為軸向，載流導體系徑向放置，定子和轉子鐵心為盤式結構。
軸向磁場電機的缺點是定子和轉子間的磁拉力很大，但采用“夾層”結構，即在兩個定子之間設一個轉子或兩個轉子之間設一個定，即可克服。
研究表明，軸向磁場電機具有較大的功率/重量比，結構扁平，在特定場合下，具有明顯的優點。
展開 軸向磁通永磁同步電機仿真分析
軸向磁通永磁同步電機仿真分析
01
案例背景
軸向磁通永磁同步電機也稱盤式永磁電機，因其圓盤式的結構，加大了磁場作用面積，使得效率更高，大多呈現直徑較大，軸向尺寸很薄的特點，應用在電梯領域、商用車公交車領域、工程機械領域、發電機組領域、增程器領域、軍工及航空航天領域等等。
02
案例功能特點
案例所屬物理場：電磁場INTESIM-Emag
案例驗證功能：轉矩計算，三維運動控制及動網格，永磁體充磁
分析類型：四面體單元
03
案例分析
幾何模型
INTESIM軟件自帶幾何建模功能，同時也支持外部模型導入，本案例采用導入外部電機模型的方法，仿真模型如下圖所示。
圖1 軸向磁通永磁同步電機幾何模型
材料參數
軸向磁通永磁同步電機材料包括銅、永磁體、硅鋼片等，各部件材料屬性如下表1所示：
表1 材料屬性表
Steel1008及50W470材料BH曲線如下：
圖2 Steel1008與50DW470 BH曲線
邊界及激勵
（1）磁通量平行邊界
電磁場分析需要建立空氣域，空氣域外表面施加磁通量平行邊界，如下圖藍色高亮所示。
圖3 磁通量平行邊界加載圖
（2）永磁體充磁方向定義
本案例永磁體為平行充磁，充磁方向定義如下圖箭頭所示，磁鋼交替充磁，當前只展示部分磁鋼模型。
展開 軸向磁通電機-YASA技術
軸向磁通電機-YASA技術
新能源汽車用軸向磁通電機設計與分析
新能源汽車用軸向磁通電機設計與分析！
本文研究的軸向磁通永磁同步電機用于純電動客車，針對該電機的工作特點及設計指標，從永磁電機定子、繞組、永磁體結構等方面進行分析，采用Ansys/Maxwell有限元分析軟件建立了該電機的三維有限元分析模型，對其電磁特性進行了分析。根據設計參數制作出樣機，并進行試驗，結果表明：該電機的設計方案合理，電機各項性能滿足設計要求。
1 軸向磁通電機結構介紹
軸向磁通永磁同步電機因其具有軸向的磁通方向，從而決定了其結構不同于普通的徑向電機，軸向磁通電機具有小體積、低噪音、高轉速、高功率密度、優良的散熱性能等諸多優點。軸向磁通電機結構簡圖如圖1所示。
展開 詳解軸向磁通盤式電機
簡介：軸向磁場電機的氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的，所以又稱為盤式電機，也叫圓盤電機。軸向磁場電機結構緊湊、體積小、重量輕、轉矩密度高。世界上第一臺電機就是法拉第的圓盤發電機。
盤式電機特點
1）外形扁平、軸向尺寸短，特別適用于安裝空間有嚴格限制的場合。
2）氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的，所以又稱為軸向磁場電機(axial filed machines)。
3）盤式電機的工作原理與柱式電機相同。
★盤式電機結構 ★
盤式電機有單盤、雙盤、復合盤等多種構型。
在傳統電機結構中，定子在外圍，轉子在中間旋轉，見下右圖，定子與轉子之間的間隙為柱面，見下左圖，圖中半透明的柱面即為氣隙面，磁力線垂直于氣隙面，與所在點直徑方向平行，稱為徑向氣隙磁通。
在多數盤式結構電機中，定子與轉子都呈盤型結構，兩者間的氣隙是與電機轉軸垂直的平面，下左圖是該氣隙平面，用半透明表示該氣隙面。磁力線垂直于氣隙面，與轉軸方向平行，稱為軸向氣隙磁通。
1
單一盤式結構
單一盤式結構簡單，要解決軸向力不平衡問題，轉矩密度不是很大，應用場合多用于發電機。
2
中間轉子-雙定子結構(S-R-S)
中間轉子結構是帶磁鋼的轉子盤，安裝在正中間，兩端設置定子繞組鐵芯。轉矩密度上升了，左右兩側鐵芯的磁拉力可以相互抵消的，解決了不平衡軸向力的問題，中間轉子結構的另一個優點是繞組和鐵芯的散熱效率非常高。
展開 詳解丨軸向磁通電機
簡介
軸向磁場電機的氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的，所以又稱為盤式電機，也叫圓盤電機。世界上第一臺電機就是法拉第的圓盤發電機。
軸向磁場電機結構緊湊、體積小、重量輕、轉矩密度高。
一般電機的轉子和定子是里外套著裝的，軸向磁場電機為了薄，定子在平的基板上，轉子是蓋在定子上的，一般定子是線圈，轉子是永磁體或粘有永磁體的圓盤。
軸向磁場電機的結構方式
軸向磁場電機是主磁場與沿轉軸方向的電機。
軸向磁場電機與普通電機不同，其磁通方向為軸向，載流導體系徑向放置，定子和轉子鐵心為盤式結構。
軸向磁場電機的缺點是定子和轉子間的磁拉力很大，但采用“夾層”結構，即在兩個定子之間設一個轉子或兩個轉子之間設一個定，即可克服。
研究表明，軸向磁場電機具有較大的功率/重量比，結構扁平，在特定場合下，具有明顯的優點。
展開 新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機
軸向磁通與徑向磁通永磁同步電機性能對比
為了研究增程器用AFPM電機設計的可行性與合理性，本文對AFPM與RFPM同步電機的電磁性能進行了對比分析。首先，對兩種不同拓撲結構電機的磁通路徑進行概述；其次，利用有限元方法對電機進行優化設計；最后，對電機空載、負載工況下的電磁性能進行對比及分析，可為增程器發電機的設計提供一定的參考依據。
1 軸向磁通與徑向磁通永磁電機
AFPM與RFPM電機雖同屬于永磁同步電機，但兩者在電機結構、磁通路徑方向以及定子制造方面存在較大差異。
1.1 電機結構
圖1為AFPM與RFPM電機模型，兩種電機的主要部件均由定子部分(定子鐵心與繞組)與轉子部分(永磁體與轉子鐵心)組成。AFPM電機定子鐵心與轉子鐵心的外徑與內徑保持一致，軸向長度不同，定子部分與轉子部分軸向方向相對裝配；而RFPM電機轉子部分裝配于定子部分內部，這種結構的定子鐵心與轉子鐵心的軸向長度保持一致。兩種拓撲結構電機裝配方式的不同，導致兩者在結構上差異較大。
展開 新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機
新能源汽車用軸向磁通電機設計與分析
本文研究的軸向磁通永磁同步電機用于純電動客車，針對該電機的工作特點及設計指標，從永磁電機定子、繞組、永磁體結構等方面進行分析，采用Ansys/Maxwell有限元分析軟件建立了該電機的三維有限元分析模型，對其電磁特性進行了分析。根據設計參數制作出樣機，并進行試驗，結果表明：該電機的設計方案合理，電機各項性能滿足設計要求。
1 軸向磁通電機結構介紹
軸向磁通永磁同步電機因其具有軸向的磁通方向，從而決定了其結構不同于普通的徑向電機，軸向磁通電機具有小體積、低噪音、高轉速、高功率密度、優良的散熱性能等諸多優點。軸向磁通電機結構簡圖如圖1所示。
圖1 盤式電機典型結構
軸向磁通永磁同步電機根據轉子數量、相對位置及主磁路分類，其結構可分為四類：單定子單轉子結構、雙定子單轉子結構、單定子雙轉子結構及多盤式結構。
為了滿足整車安裝要求，結合電機性能參數要求，本文采用中間單轉子雙定子結構，該結構可更好滿足電機性能，同時獲得最小轉動慣量和最優的散熱條件，且中間轉子由于雙定子對稱結構將受到兩個相互抵消的磁拉力，提高軸承使用壽命，減少電機的機械損耗，有利于電機的穩定性，非常適用于電動汽車這種頻繁啟動場所，雙定子都可以形成旋轉磁場，可提高電機的電負荷。雙定子單轉子的軸向磁通電機結構簡圖如圖2所示。
圖2 雙定子單轉子軸向磁通電機
2 軸向磁通電機電磁方案設計
2.1 電機技術要求
該軸向磁通的電機工作性能指標如表1所示。
表1 電機性能指標
2.2 電機主要尺寸確定
針對該軸向磁通永磁同步電動機，首先確定電機定子鐵心外徑D和軸向長度La，根據相關資料介紹，軸向磁通電機主要尺寸之間的關系：
(1)
式中,PR電機額定輸出功率。
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