Pagina 23 van: Aandrijftechniek – nummer 5 – 2019
23
>
S
oms werken mensen op een steenworp afstand
van elkaar aan dezelfde innovatie, zonder het van
elkaar te weten. Dat is het verhaal achter Magnax.
Peter Leijnen, oprichter en CTO, kon vijf jaar geleden
geen passende generator vinden voor een bijzonder
concept windturbine. Daarom ging hij deze zelf ontwikkelen. Hij
richtte zich vooral op het mechanische model voor een axiale
fl ux motor. Het principe van de axiale fl ux motor is al oud.
Faraday heeft dit al beschreven. Maar het type is moeilijk te
bouwen. Afwijkend van de opbouw van een radiale fl ux motor,
de standaard elektromotor, is er geen rotor die in de stator draait.
Daarentegen zit de stator tussen de twee rotorschijven in. Op
deze schijven zitten de permanente magneten. De stator zelf
bestaat uit een aantal kernen waar de wikkelingen rond zitten.
Een van de uitdagingen is om de luchtspleet tussen de rotor- en
statorschijven precies op één millimeter te houden. Dat vraagt
veel mechanische kennis en een goed systeem.
De tweede uitdaging is het elektromagnetische model. Terwijl
Leijnen aan het mechanische model sleutelde, werkten onder-
zoekers aan de Universiteit Gent aan het elektromagnetische
model. Toen UGent een prototype wilde bouwen, ontbrak echter
de mechanische kennis. “Samen kwamen we tot de totale oplos-
sing,” zegt Daan Moreels, medeoprichter en CCO van Magnax.
Min of meer bij toeval zijn beide initiatieven samengekomen. Dat
heeft de ontwikkeling van de axiale fl ux motor in een stroom-
versnelling gebracht.
Hogere vermogensdichtheid
De axiale fl ux motor biedt voor automotive toepassingen
enkele voordelen, zowel vergeleken met de radiale fl ux motor
alsook met de inductiemotor. Met name de hoge vermogens-
dichtheid, gemiddeld een factor drie tot vier hoger, spreekt aan.
Als vergelijking neemt Magnax de BMW i3 motor die 46 kg weegt
voor een vermogen van 125 kW. Die heeft een vermogensdicht-
heid van 2,7 kW/kg. Een vergelijkbare motor van Magnax levert
meer vermogen voor hetzelfde koppel (200 Nm) en weegt slechts
16 kg. Dit komt uit op een vermogensdichtheid van 12,5 kW/kg of
4x meer. Dit heeft te maken met de hogere fl uxdensiteit dankzij
de effectieve motortopologie en ontwerpkeuzes. Magnax voegt
daar nog aan toe dat het een zogenaamde yokeless axiale fl ux
motor is, jukloos. Alle traditionele motoren hebben een juk (een
metalen plaat) die gebruikt wordt om de kernen te fi xeren. Ook
oudere axiale fl ux concepten gebruiken hiervoor een juk. Magnax
is erin geslaagd een stator te vormen zonder juk waardoor een
heel pak gewicht wegvalt.
Een andere uitdaging die Magnax moest oplossen was het
koelen van de spoelen die zich vrij diep in de motor bevinden.
De spoelen worden gekoeld met koelvinnen die direct in contact
zijn met de wikkelingen. Tussen de kernen zitten koelvinnen die
de warmte naar buiten trekken en afgeven aan de watergekoelde
mantel. Dit is een effectief en eenvoudig systeem. Er hoeft dus
geen koelolie rond de kernen gepompt te worden. Hierdoor kan
Magnax het koelsysteem tevens als constructief element gebrui-
ken. Dat maakt het geheel stijver en minder gevoelig voor tril-
lingen. Deze technologie is gepatenteerd en moet het bedrijf in
de opschaling naar serieproductie een voordeel geven. Verder
is de levensduur van dit motortype langer omdat er bijna geen
draaiende delen in de motor zitten. De enige slijtdelen zijn twee
lagers, die overgedimensioneerd zijn om de levensduur van min-
stens 15 jaar te garanderen.
Deze technologie leent zich eveneens voor de machinebouw. Links een voorbeeld van een
axiale fl ux aandrijving, die 850 kg weegt. Rechts de traditionele oplossing, radiale fl ux, met een
gewicht van bijna 3 ton
Dit schema geeft de opbouw van de jukloze axiale
fl ux motor weer vergeleken met de radiale fl ux
motor. Het elektrisch staal zorgt mede voor de
geringere energieverliezen
22-23-24-25_magnax.indd 23 14-08-19 08:48