轴向磁通电机是什么？
轴向磁通电机通过改变磁通方向与结构布局，使转子位于定子侧面，实现更高的功率密度与设计灵活性。轴向磁通电机（又称“盘式电机”）是一种磁通路径区别于传统径向电机的创新型电机，其气隙为平面结构， 气隙磁场方向与电机轴线平行。
与普通电机相比，轴向磁通电机在结构上最大的特点是转子位于定子的侧面， 而非包覆于定子内部。此设计使转子直径可显著增大，从而带来更高的转矩密度与结构设计灵活性，成为新一代高性能驱动系统的重要发展方向。
轴向磁通电机爆炸图
轴向磁通电机可实现更高扭矩/质量比
对人形机器人的意义
轴向磁通电机尤其适用于高负载需求的人形机器人腿部。人形机器人腿部系统承担着支撑整机重量、实现稳态行走的关键任务，对电机的扭矩输出和可靠性提出了极高要求，轴向磁通电机在这一应用场景中展现出显著优势。青龙机器人腿部系统采用轴向磁通电机，腿部前摆和膝关节最大扭矩达到396N·m，峰值扭矩密度高达200N·m/kg，确保了机器人在复杂地形中的稳态行走能力。
青龙机器人下身使用轴向磁通电机方案关节峰值力矩较高
PCB轴向磁通电机或可应用于灵巧手。灵巧手作为人形机器人最精密的执行器，体积小但自由度高，因此需要在较小的空间内布置大量的电机、传感器等。因此对电机提出了空间极度紧凑、重量超轻、响应速度快、控制精度高的严苛要求，这与轴向磁通电机的技术特性高度契合。
PCB轴向磁通电机图示
技术挑战与产业化瓶颈
尽管轴向磁通电机在性能上具有理论优势，但其当前制造成本显著高于成熟的径向磁通电机，成为制约其大规模商业化应用的主要瓶颈。根据电动新视界，量产成本较传统电机高20%~30%。这种成本劣势主要源于材料特殊性、制造复杂性和产 业化程度不足等因素。
1.材料成本高昂：
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高性能永磁体：为保障高温工况下的磁性能稳定性，常需采用添加镝、铽等重稀土元素的高矫顽力钕铁硼磁钢，材料成本居高不下。
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碳纤维复合材料，转子制造中广泛使用的高性能碳纤维复合材料价格不菲。
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辅助材料，专用的绝缘材料和高精度轴承等辅料成本也远高于传统电机。
2.制造工艺复杂：
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初始投资巨大：气隙控制需达微米级，依赖高精度数控机床、激光加工设备等昂贵精密设备。此外，定子、绕组、转子等部件均需专用设备，投资巨大且通用性差。
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人工成本高：自动化程度远低于传统电机，许多关键工序依赖高技能工人手工操作。
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良品率低： 工艺复杂、精度要求高，导致检测流程长，良品率相对较低，废品和返工成本高。
轴向磁通电机电子冲卷设备
3.产业链成熟度不足：
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生产规模小：目前多处于小批量或样机阶段，难以通过规模效应摊薄成本。
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供应链不完善：许多核心部件（如异形磁钢、定制轴承）属于非标品，供应商少，议价能力弱，采购周期长、成本高。
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标准化缺失：设计、制造、检测缺乏统一标准，增加了研发重复投入与质量管控成本。
机器人电机充磁解决方案
在线整体充磁技术，又称为“后充磁技术”。其核心原理是在产品整体成型后，通过特定的充磁设备和技术，对产品进行整体一次性充磁处理。在此过程中，产品被置于一个强大的磁场中，其内部的磁材料被磁化，从而获得所需的磁能特性。
通过在线整体后充磁技术，可以确保零件在充磁过程中保持稳定的磁场分布，提高产品的性能和可靠性。在使用了这种技术后，电机的磁场分布更加均匀，减少了因磁场不均而产生的额外能耗。同时，由于整体充磁的工艺稳定性好，产品的故障率也大大降低，为客户带来了更高的价值。
机器人电机充磁解决方案
目前日本、欧美等主流厂商的整体在线充磁工艺应用普及率较高。近年国内很多企业认识到整体充磁改造所带来的降低成本、提高品质改善效率的巨大优势，也开始逐步采用整体充磁技术。整体充磁工艺将成为驱动电机研发、生产制造过程中成熟的主流技术工艺。
源自：动力系统技术
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