Introducción a los motores de flujo magnético axial

Según la dirección del flujo magnético, se clasifican en motores de flujo axial y motores de flujo radial: en los motores axiales, el flujo magnético circula a lo largo del eje, mientras que en los motores radiales lo hace en sentido radial. Con el desarrollo de los vehículos de nuevas energías y las fuentes de energía renovable, los motores axiales, gracias a su mayor aprovechamiento del espacio y a su superior eficiencia, han sido calificados como el futuro de la tecnología de accionamiento eléctrico y han ido consolidándose como alternativa en sectores de alto valor añadido, como la robótica, los motores para articulaciones y los vehículos eléctricos de gama alta.

Los motores de flujo magnético axial destacan por su alta densidad de potencia y su ligereza, pero es necesario abordar los problemas de disipación térmica y de costos.

Los motores de flujo magnético radial presentan una tecnología madura y costos reducidos, pero su volumen es elevado y su densidad de potencia resulta limitada.

Dimensión	Motor axial	Motor radial (motor tradicional)
Dirección del flujo magnético	Paralelo al eje del motor (axial)	Perpendicular al eje del motor (radial)
Características estructurales	Diseño plano, con un perfil axial reducido	Estructura cilíndrica, con una longitud axial considerable.
Densidad de potencia	Alto (el diámetro exterior³ está relacionado con el par de torsión)	Medio (diámetro exterior² × altura apilada, relacionado con el par de torsión)
Característica de par	Baja velocidad, alto par (diámetro del rotor grande)	El par motor varía de manera notable con la velocidad de giro.
Dificultad de disipación del calor	La trayectoria de disipación del calor es larga y requiere una optimización del diseño.	La ruta de disipación del calor es más corta y el proceso está maduro.
Costo y proceso	Costos elevados, proceso complejo	Costos reducidos y procesos de producción en serie maduros.
Aplicación típica	Vehículos eléctricos, energía eólica, extensor de autonomía	Motores industriales, vehículos eléctricos tradicionales, electrodomésticos
Eficiencia	Por lo general >96%	Normalmente entre el 90 % y el 95 %

Motor de flujo axial

La topología del motor, en la que el camino del flujo magnético es paralelo al eje del motor y el estator y el rotor están dispuestos en plano, permite que el flujo magnético atraviese el dispositivo en dirección axial; su principio técnico y su diseño estructural difieren de manera significativa respecto a los motores tradicionales de flujo radial.

Características:

• Estructura compacta: diseño plano, longitud axial reducida, peso ligero y alta densidad de potencia (el diámetro exterior está relacionado con el par).
• Alta densidad de par: el rotor presenta un diámetro mayor, lo que permite obtener una mayor salida de par bajo la misma fuerza aplicada (par = fuerza × radio).
• Alta eficiencia: la trayectoria del flujo magnético es corta (unidimensional), y la eficiencia suele superar el 96%, pudiendo igualar o superar a la de los motores radiales tradicionales.
• Desafíos de disipación térmica: la trayectoria de disipación es larga, por lo que es necesario optimizar el diseño (por ejemplo, con rotores de materiales compuestos y sistemas de refrigeración activa).
• Costos elevados: proceso complejo (por ejemplo, rotores de fibra de carbono y montaje de precisión), lo que dificulta la producción en serie.

Escenarios de aplicación:

• Vehículos eléctricos: sistema de propulsión eléctrica distribuida (optimización del espacio en el chasis), generador de autonomía.
• Energía eólica: aerogeneradores de accionamiento directo (alta densidad de par y necesidad de ligereza).
• Equipos industriales: aplicaciones de alta densidad de potencia y ligereza (como drones y articulaciones de robots).

Estructura:

El motor presenta una estructura en forma de disco, con el estator y el rotor dispuestos paralelamente; su dimensión axial es reducida y el entrehierro adopta una configuración plana. El flujo magnético atraviesa toda la ruta magnética en dirección axial, lo que reduce las pérdidas por histeresis. En algunos diseños se emplean materiales compuestos de alta resistencia para aislar la ruta magnética, con el fin de disminuir las pérdidas por corrientes de Foucault y aumentar la resistencia mecánica. Las topologías típicas incluyen configuraciones de un solo estator y un solo rotor, dos estatores y un solo rotor, un estator y dos rotores, así como estructuras multicírculo.

 

Motor de flujo radial

En la estructura tradicional de los motores eléctricos, el camino del flujo magnético atraviesa radialmente el estator y el rotor; el estator envuelve al rotor, adoptando una forma cilíndrica, y la dirección del campo magnético útil es perpendicular al eje de rotación del motor, lo que permite la conversión entre energía eléctrica y energía mecánica mediante la interacción de los campos magnéticos radiales.

Características:

• Estructura madura: diseño cilíndrico, longitud axial considerable, sólida acumulación tecnológica y estandarización de los procesos.
• Baja densidad de potencia: el par motor está relacionado con el diámetro exterior y la altura apilada; presenta un volumen considerable y una baja eficiencia en el uso del espacio.
• Buenas prestaciones de disipación térmica: la trayectoria del flujo magnético es corta, lo que simplifica la gestión térmica y lo hace adecuado para un funcionamiento continuo bajo altas cargas.
• Costo reducido: los procesos de producción en serie son maduros (como el núcleo laminado y el bobinado), lo que ofrece una alta relación calidad‑precio.
• Características del par: El par varía de manera notable con la velocidad de rotación, por lo que debe utilizarse en combinación con un reductor.

Escenarios de aplicación:

• Motores industriales: accionamiento de maquinaria general (como bombas, ventiladores y compresores).
• Vehículos eléctricos tradicionales: sistemas de propulsión de los primeros vehículos eléctricos, como el Tesla Model S.
• Electrodomésticos: lavadoras, aires acondicionados y otros dispositivos para entornos de bajo ruido y bajo costo.

Estructura

El motor presenta una forma cilíndrica; el estator rodea al rotor, y el entrehierro tiene una configuración anular. El camino del flujo magnético es relativamente largo y debe cerrarse a través de los núcleos de hierro del estator y del rotor. Esta estructura cuenta con una tecnología madura y resulta fácil de producir en serie; el diseño del estator y del rotor es relativamente sencillo, la disposición de los devanados es regular, lo que favorece su fabricación estandarizada y reduce los costos de mantenimiento.

 

█ ¿Quién está desarrollando motores de flujo magnético axial?

En la actualidad, los principales proveedores de motores de flujo magnético axial, tanto a nivel nacional como internacional, son los siguientes:

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YASA

Desde su fundación en 2009, YASA se ha centrado en la optimización y la producción de motores de flujo magnético axial, y ha apostado por ampliar su aplicación en el sector del transporte. Tras más de una década de esfuerzos constantes, YASA ha consolidado un sólido portafolio de propiedad intelectual en el ámbito de la tecnología de motores de flujo magnético axial; solo en China ha presentado más de cien solicitudes de patentes relacionadas, ocupando un lugar destacado en el ranking de solicitudes de patentes.

Los productos estrella de YASA —los YASA 750 y YASA P400— destacan por su diseño único, que incluye la ausencia de yugo magnético, un inducido segmentado y una refrigeración directa por aceite, lo que les confiere un rendimiento excepcional en diversos sectores, como la tracción, la generación de energía y el intercambio hidráulico. Asimismo, YASA ha desarrollado con éxito un nuevo motor de flujo axial integrado en el buje de la rueda, ya aplicado en el modelo Vision One‑Eleven de Mercedes‑Benz, y se prevé que desempeñe un papel clave en el mercado de los vehículos eléctricos de AMG en el futuro.

02#

Magnax

Magnax se dedica al diseño y la optimización de motores de flujo magnético axial sin imanes y, desde 2015, impulsa de manera continua la innovación en las tecnologías de accionamiento eléctrico. La empresa organiza su actividad en dos divisiones principales, Traxy y Axyal, que atienden respectivamente a los vehículos terrestres y a los sistemas de propulsión aeroespacial.

Serie de motores de flujo magnético axial Traxy: diseñada específicamente para vehículos terrestres, con un énfasis en el equilibrio entre densidad de potencia, eficiencia y fiabilidad, y adecuada para automóviles eléctricos, autobuses, entre otros.

Serie de motores de flujo magnético axial Axyal: diseñados para aplicaciones aeroespaciales, cumplen con altas densidades de potencia y exigentes requisitos de peso y dimensiones.

Las ventajas tecnológicas de Magnax en el ámbito de los motores de flujo magnético axial incluyen: alambres de sección rectangular que aumentan la tasa de llenado de cobre, acero orientado que reduce las pérdidas del núcleo, diversas soluciones de refrigeración y disipadores térmicos laminados, entre otros. Su producto emblemático, el motor de flujo magnético axial AXF225, con un peso de apenas 13 kg, es capaz de ofrecer una potencia máxima de 220 kW, lo que pone de manifiesto las notables ventajas del diseño sin materiales ferromagnéticos en términos de alta densidad de potencia y ligereza.

03#

Evolito

Evolito se especializa en suministrar motores de flujo magnético axial de última generación para la industria aeroespacial, los cuales destacan por su tamaño compacto, su peso reducido y una mayor densidad de par y potencia a velocidades de propulsión óptimas.

Evolito ofrece tres modelos de motores de flujo axial —D250, D500 y D1500— para satisfacer distintas necesidades:

▶ Modelo D250: Se caracteriza por un bajo par y una alta velocidad, siendo especialmente adecuado para aplicaciones de alta velocidad; ▶ Modelo D500: Cuenta con un par motor moderado y una velocidad media, siendo adecuado para aplicaciones que requieren un equilibrio entre par y velocidad; ▶ Modelo D1500: Gracias a su alto par motor y su baja velocidad de giro, resulta especialmente adecuado para aplicaciones que requieren un elevado par a bajas revoluciones.

Los principales puntos destacados de la tecnología del motor de flujo magnético axial Evolito incluyen:

▶ Tamaño mínimo y peso más ligero: en comparación con productos similares, el motor Evolito ocupa una posición de vanguardia tanto en dimensiones como en peso.

▶ Diseño sin yugo: Se adopta un diseño sin yugo, combinado con imanes segmentados, lo que permite reducir eficazmente el peso y mejorar el rendimiento.

▶ Mayor seguridad: El motor emplea un diseño de desplazamiento de fase 1×3 y un auténtico 2×3, lo que mejora notablemente la seguridad. ▶ Redundancia integrada y sensores: Sistema de doble canal con redundancia incorporado, equipado con sensores de posición y temperatura, que garantiza un funcionamiento estable en entornos con exigencias elevadas de seguridad. ▶ Bobinado personalizado: Evolito puede personalizar los devanados según las necesidades específicas de la aplicación, con el fin de optimizar aún más el rendimiento del motor.

El motor de flujo axial de Evolito cuenta con una amplia gama de aplicaciones en el sector aeroespacial, que incluyen, entre otras: eVTOL (aviones eléctricos de despegue y aterrizaje vertical), UAM (movilidad aérea urbana), helicópteros y aviones de aviación general de ala fija con uno o varios rotores.

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Empresa AVID Technology

La empresa AVID Technology cuenta actualmente con la serie EVO de motores de flujo axial estandarizados. Las especificaciones se indican en la tabla 3. AVID afirma que la potencia específica de sus productos puede superar los 10 kW/kg.

La imagen superior muestra el portafolio de productos de la empresa AVID Technology.

05#

PANGOOD (Potencia de la rueda)

Con el motor axial como núcleo, Panhub Power integra de manera optimizada la caja de cambios, el controlador y otros componentes relacionados; sus soluciones de propulsión eléctrica se han aplicado ampliamente en vehículos de nueva energía, autobuses, camiones, motocicletas eléctricas y maquinaria de construcción, entre otros sectores. Hasta principios de 2023, Panhub Power había solicitado en total 1.178 patentes de diversos tipos, lo que le ha permitido alcanzar un nivel de primer orden a escala mundial en el campo de los motores de flujo magnético axial.

En la actualidad, Panhub Power ha presentado en total 1.178 solicitudes de patentes, ocupando una posición de liderazgo mundial en el ámbito de los motores de flujo magnético axial. (Situación de las solicitudes de patentes de Panhub)

Los productos de motores axiales de Panhu Power se dividen en cuatro grandes líneas: PCB, ICS, ICD y 9TFA, cubriendo necesidades de potencia que van desde 63 W hasta 600 kW en diversos sectores. En comparación con productos competidores similares, la densidad de potencia de los motores de tracción para vehículos de Panhu Power alcanza 8,17 kW/kg, superando el estándar fijado por el Departamento de Energía de Estados Unidos para 2025 en su plan de desarrollo de motores. Asimismo, su densidad de par también supera el objetivo establecido por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China en la “Hoja de Ruta Tecnológica para Vehículos de Ahorro de Energía y Nuevas Energías 2.0” para los motores de tracción de vehículos comerciales en 2035, lo que sitúa el rendimiento de los productos de Panhu Power a un nivel líder a escala internacional.

La empresa Panhu Power se especializa en el desarrollo profundo de soluciones de motores en la rueda y en el buje, así como en la promoción de la aplicación de motores axiales en el mercado de los vehículos de pasajeros. En la última feria en la que participó, Panhu Power presentó motores axiales como el ICS120K, el ICD150K y el PDS100K, junto con sus soluciones de accionamiento eléctrico, lo que pone de manifiesto plenamente la capacidad de integración tecnológica de la compañía en el segmento de los turismos, incluyendo tanto soluciones de integración central como novedosas configuraciones de eje‑rueda para vehículos de pasajeros. Entre ellos, el motor ICS120K, como una solución madura de accionamiento mediante motor en la rueda, ya ha sido ampliamente adoptado en el sector de los autobuses (con más de 8.000 unidades instaladas). Los casos de éxito de motores en la rueda aplicados en autobuses urbanos y otros ámbitos demuestran el nivel de vanguardia de los motores de Panhu en el sector de los vehículos comerciales.

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Magelec (Magnetic Leather)

Magelec Propulsion es un fabricante integral de trenes motrices, surgido como resultado de la empresa estadounidense de fabricación de engranajes Omni Gear. En 2014, tras diez años de participación en diversos proyectos de vehículos eléctricos mediante sus productos de transmisión de potencia, Omni diversificó su actividad, lo que llevó a la creación de una entidad independiente especializada en la electrificación y al establecimiento de Magelec.

El producto principal de Magelec es el motor síncrono de imanes permanentes de flujo axial, complementado por una unidad de control del motor basada en IGBT y MOSFET de SiC, así como por un sistema de transmisión por engranajes, lo que le permite ofrecer a los fabricantes de automóviles soluciones completas de propulsión, aptas para diversos aplicaciones, incluidas los vehículos eléctricos puros y los híbridos enchufables.

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SEMOTOR (Pequeño Elefante Eléctrico)

SEMOTOR se especializa en el desarrollo de tecnologías de motores magnéticos de alta potencia y ofrece soluciones de accionamiento. Sus principales productos incluyen el SEMotor1K (destinado a pequeños robots biónicos de cuatro patas) y el SEMotor6K (orientado a robots biónicos de gran tamaño y a sistemas de motores articulados).

Estos motores presentan una densidad de potencia de hasta 10 kW/kg, una densidad de par de 20 Nm/kg y una eficiencia no inferior al 97 %; su rango de potencia máxima abarca desde 1,5 kW hasta 100 kW. En comparación con los motores tradicionales de flujo radial, los motores de flujo axial de SEMOTOR ofrecen ventajas significativas en cuanto a volumen, peso y eficiencia, siendo adecuados para aplicaciones en vehículos de nuevas energías, motocicletas eléctricas, robots industriales, drones, embarcaciones eléctricas y aviones eléctricos, entre otros sectores.

Los productos de Shenzhen Xiaoxiang se aplican en la etapa final de múltiples proyectos de accionamientos robóticos. Hasta la fecha, los motores axiales SEmotor1K y SEmotor6K de Shenzhen Xiaoxiang han sido utilizados con éxito en proyectos de sistemas de motores articulares para robots biónicos cuadrúpedos de pequeño tamaño y para robots biónicos de gran tamaño, obteniendo resultados muy satisfactorios.

08#

Phi-Power

Phi-Power es una empresa especializada en la investigación, el desarrollo y la producción de motores de flujo magnético axial; su gama de motores de flujo magnético axial incluye:

▶ Phi301: Este motor está diseñado específicamente para aplicaciones de alta potencia y puede satisfacer los requisitos extremadamente exigentes en cuanto a potencia.

▶ Phi271: Es adecuado para aplicaciones de potencia media, logrando un equilibrio perfecto entre rendimiento y eficiencia;

▶ Phi27S: Este motor, por su parte, está optimizado para aplicaciones de alta velocidad y puede ofrecer un par de salida superior.

En cuanto a las ventajas tecnológicas, el motor de flujo magnético axial de Phi-Power presenta las siguientes características:

▶ Alta potencia y densidad de par: En comparación con los motores tradicionales, los motores de Phi-Power ofrecen una mayor potencia y par motor en el mismo espacio, lo que se traduce en un rendimiento excepcional.

▶ Diseño compacto: Estos motores son especialmente adecuados para aplicaciones en las que la longitud de instalación es limitada; su elevada densidad de potencia permite que los equipos sean más compactos y eficientes.

▶ Alto grado de protección: Con un diseño robusto y hermético, los motores de Phi-Power cuentan con una alta clasificación de protección IP6k9, lo que les permite mantener un funcionamiento estable y fiable en entornos adversos.

▶ Diseño personalizado: La empresa también ofrece servicios de diseño personalizado para satisfacer necesidades específicas de aplicación, como máquinas híbridas o generadores con extensor de autonomía, entre otros.

En el ámbito de las aplicaciones, los motores de flujo magnético axial de Phi-Power se emplean ampliamente en diversos sectores, como la competición, los camiones pesados, los sistemas híbridos y los vehículos eléctricos de autonomía extendida, lo que pone de manifiesto su amplia adaptabilidad al mercado y su sólida capacidad tecnológica.

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ZONHOW (Eléctrico Zhonghao)

La potencia de los motores axiales de Zhonghao Electric se concentra principalmente en el rango de baja y media potencia; por ejemplo, el motor híbrido de 60 kW que figura en su sitio web alcanza una eficiencia superior al 95 %. En la actualidad, los motores axiales de Zhonghao Electric ya se han aplicado en sistemas de extensión de autonomía diésel, en sistemas híbridos y en equipos montados sobre maquinaria de construcción, obteniendo un amplio reconocimiento del mercado.

Las características del producto se resumen a continuación:

▶ Tecnología innovadora: Gracias a la tecnología de motor de flujo magnético axial de doble estator, se han logrado ventajas significativas: una reducción del tamaño en un tercio y una disminución del peso del 30 % en comparación con los productos más comunes del mercado.

▶ Rendimiento excepcional: La estructura plana del motor, junto con sus características de baja velocidad y alto par, lo hacen especialmente adecuado para su uso como generador de extensión de autonomía.

▶ Compacto y eficiente: Todo el sistema del extensor de autonomía presenta un diseño compacto, lo que le permite adaptarse con facilidad a los limitados espacios de instalación de diversos tipos de vehículos y alinearse con la tendencia actual hacia la reducción de peso en los automóviles.

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Motores MÁS ALLÁ)

BEYOND Motors se especializa en el diseño y la fabricación de motores de flujo magnético axial de alto rendimiento, que ofrecen una excepcional densidad de potencia, eficiencia y fiabilidad. Sus productos se utilizan ampliamente en los sectores marítimo, aeroespacial, del transporte por camión, automotriz e industrial. Los motores de BEYOND Motors ayudan a los clientes a lograr una mayor eficiencia energética y una autonomía más prolongada.

11#

Potencia Yikun

Yikun Tecnología de Energía (Wuxi) Co., Ltd. fue fundada en diciembre de 2021 y es una empresa de alta tecnología que ofrece soluciones de diseño, desarrollo e implementación de nuevas topologías electromagnéticas de flujo axial, así como de nuevos materiales, procesos innovadores y tecnologías de integración integral, dirigidas a clientes clave en múltiples sectores, entre ellos los vehículos de nueva energía, la transmisión para minería, los buques eléctricos, el transporte ferroviario y la industria de defensa. La empresa se centra en la investigación y el desarrollo, la iteración y la industrialización de motores de disco de alta densidad de potencia.

En la actualidad, se ha puesto en marcha en el distrito de Huishan, ciudad de Wuxi, una línea de fabricación inteligente flexible para motores de disco con una capacidad anual de 100.000 conjuntos, que suministra a clientes líderes del sector —como SANY Heavy Truck, Foton Motor y Zoomlion— motores de disco y conjuntos completos para producción en serie.

Comparación entre Yikun Power y el motor de disco YASA:

▶El motor de disco YIKUN SRS cuenta con una redundancia exclusiva: los dos estatores pueden controlarse de forma independiente y operar de manera autónoma, lo que garantiza una alta fiabilidad y redundancia del sistema.

▶El motor de disco SRS solo requiere un único rotor, lo que reduce considerablemente el uso de costosos imanes permanentes y, en consecuencia, el costo total del equipo; así se resuelve el problema de ofrecer una alta relación calidad‑precio.

▶El motor de disco SRS cuenta con dos estatores, lo que permite repartir la carga térmica total del equipo entre ambos; además, las tapas extremas pueden equiparse con disipadores de calor de tipo plano, lo que contribuye a mejorar la capacidad de disipación térmica del conjunto.

▶Los equipos de producción clave han sido desarrollados de manera completamente independiente y cuentan con la correspondiente propiedad intelectual, lo que ha permitido superar las limitaciones de los procesos tradicionales de fabricación de núcleos de estator, caracterizados por ciclos de producción lentos, y responder así a las exigencias de la producción en grandes volúmenes.

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Shenzhen Ártico Europa

El conjunto de propulsión de Arctic Gull está orientado principalmente a los drones de gran carga útil, al tiempo que ofrece productos y servicios personalizados para la propulsión de vehículos tripulados. La empresa Arctic Gull se dedica fundamentalmente a la investigación, el desarrollo y la producción de motores de alta velocidad de disco amorfo. Estos motores presentan excelentes características electromagnéticas a altas velocidades, con bajas pérdidas, alta eficiencia y un notable ahorro energético. Además, los motores de aleación amorfa de esta compañía se han incorporado al vehículo volador X2 de XPeng, lo que abre nuevas aplicaciones para este tipo de materiales en el sector de la movilidad aérea.

Shenzhen Beijigou Power Amorfa y Zhongyan Amorfo han colaborado para desarrollar y producir en serie motores de disco amorfos para drones.

Fuente del artículo: Sitio Pequeño Corporal, RIO Propulsión Eléctrica