En el mundo de los motores eléctricos, la arquitectura de diseño desempeña un papel crucial a la hora de determinar el rendimiento, la eficiencia y la idoneidad para diferentes aplicaciones. Dos categorías principales han recibido una atención considerable: los motores de flujo axial y los motores de flujo radial.

Estos motores difieren en la forma en que el flujo magnético fluye a través del estator y el rotor, lo que resulta en características únicas que los ingenieros deben considerar al seleccionar un motor para un caso de uso determinado.

¿Qué es un motor de flujo radial?

Un motor de flujo radial (RFM) es la arquitectura de motor eléctrico tradicional y más utilizada. En este diseño, el flujo magnético fluye radialmente, desde el centro hacia afuera (o viceversa), perpendicular al eje de rotación. El estator rodea el rotor, que gira sobre un eje central.

Componentes clave

• Rotor: Cilíndrico y ubicado dentro del estator.
• Estator: Alberga los devanados y rodea el rotor.
• Dirección del flujo: Radial (del centro al borde o viceversa).

Aplicaciones típicas

 

• Vehículos eléctricos (VE)
• Electrodomésticos
• Bombas y compresores
• Automatización industrial

¿Qué es un motor de flujo axial?

Un motor de flujo axial (AFM), también conocido como motor de disco o de placa, presenta una geometría diferente. En esta configuración, el flujo magnético fluye paralelo al eje de rotación, de un lado del motor al otro. El rotor y el estator están dispuestos uno frente al otro, en lugar de concéntricos.

Componentes clave

• Rotor: Forma de disco plano, colocado entre o junto a los discos del estator.
• Estator: También con forma de disco, a menudo colocado a ambos lados del rotor.
• Dirección del flujo: Axial (paralelo al eje).

Aplicaciones típicas

• Sistemas de propulsión aeroespacial
• Movilidad eléctrica (bicicletas eléctricas, patinetes eléctricos)
• Robótica y drones
• Transmisiones industriales compactas

Comparación de diseños

Característica	Motor de flujo axial	Motor de flujo radial
Dirección del flujo	Axial (paralela al eje)	Radial (perpendicular al eje)
Forma	Disco o tipo “pancake”	Cilíndrica
Densidad de potencia	Mayor (hasta un 30 % más)	Moderada
Densidad de par	Alta debido al gran diámetro del rotor	Menor que en el MFA
Eficiencia de refrigeración	Mejor (trayectoria térmica más corta)	Estándar
Eficiencia de tamaño	Compacto y plano	Longitud axial más larga
Complejidad de fabricación	Mayor (requiere ensamblaje de precisión)	Más fácil de fabricar
Costo	Generalmente más alto	Generalmente más bajo
Madurez en producción en serie	Tecnología emergente	Altamente madura
Más adecuado para	Sistemas compactos con alto par	Uso general e industrial

 

Métricas de rendimiento: par, potencia y eficiencia

Par

Los motores de flujo axial suelen ofrecer un mayor par por unidad de volumen que los motores de flujo radial debido a su mayor diámetro efectivo de rotor. Esto resulta especialmente útil en aplicaciones de accionamiento directo.

Por ejemplo:

• Un motor de flujo axial de alto rendimiento puede entregar 15 Nm/kg.
• Un motor de flujo radial comparable entrega alrededor de 10-12 Nm/kg.

Densidad de potencia

La geometría plana de los motores de flujo axial permite una densidad de potencia hasta un 30-50 % mayor, lo cual es crucial en aplicaciones como drones, motocicletas eléctricas o propulsión de aeronaves.

Eficiencia

Los motores de flujo axial pueden alcanzar eficiencias del 96 % o superiores, especialmente en diseños optimizados de baja velocidad y alto par. Los motores de flujo radial suelen alcanzar un máximo de alrededor del 92-94 %, aunque los diseños modernos con imanes permanentes están alcanzando este nivel.

Gestión térmica y refrigeración

La gestión térmica es un factor clave en el diseño de motores. Los motores de flujo axial tienen una trayectoria térmica inherentemente más corta, lo que significa que el calor generado en los devanados se puede disipar con mayor eficacia, especialmente cuando se utilizan estatores dobles. Esto permite:

• Mayor potencia de salida continua
• Mejor integración con sistemas de refrigeración por agua o aceite

Sin embargo, los motores de flujo radial son más fáciles de refrigerar con diseños de flujo de aire gracias a su carcasa cilíndrica, lo que los hace más adecuados para la refrigeración por ventilador en entornos industriales.

Criterios de selección para ingenieros

Al elegir entre motores de flujo axial y radial, tenga en cuenta lo siguiente:

Criterio	Opción recomendada
Alto par en espacio reducido	Motor de flujo axial (MFA)
Producción en masa sensible al costo	Motor de flujo radial (MFR)
Tecnología probada y cadena de suministro	MFR
Diseño innovador o crítico en peso	MFA
Facilidad de integración en sistemas estándar	MFR

 

Una motocicleta eléctrica de alto rendimiento requiere un motor de menos de 10 kg que ofrezca un par superior a 200 Nm en un formato compacto. Un motor de flujo axial sería ideal debido a su alta relación par-peso. Por el contrario, una línea de transporte industrial, donde el coste y el tiempo de funcionamiento son cruciales, podría optar por un motor de inducción de flujo radial.

Fabricación y escalabilidad

Si bien los motores de flujo axial ofrecen numerosas ventajas técnicas, su complejidad de fabricación es mayor:

• La alineación de las caras del rotor y del estator doble debe ser precisa.
• Los entrehierros deben controlarse rigurosamente.
• La posición del imán es más crítica.

Los motores de flujo radial se benefician de décadas de experiencia en fabricación, lo que conduce a:

• Menores costos de producción
• Alta confiabilidad
• Integración más sencilla en la cadena de suministro

Los fabricantes que buscan una rápida expansión podrían preferir los RFM por ahora, mientras que los AFM son más adecuados para aplicaciones premium, con espacio limitado o de alto rendimiento.

Perspectiva de fabricación: Nuestra oferta

Como fabricantes, nos especializamos en núcleos de motores de flujo radial y axial. Nuestras avanzadas tecnologías de estampado y laminación permiten ensamblajes de núcleos precisos para:

• Motores de flujo axial con topologías de doble rotor o doble estator que garantizan una alta densidad de par.
• Motores de flujo radial para tracción de vehículos eléctricos, aplicaciones industriales y servo, que equilibran rendimiento y coste.

Utilizamos acero eléctrico de alta calidad (espesor de laminación de 0,2 a 0,35 mm), bobinado de estator automatizado e integración de imanes a medida para optimizar el rendimiento.

Ventajas y desventajas del diseño

Ventajas de los motores de flujo axial

• Alta densidad de par para aplicaciones compactas
• Menor peso y menor longitud
• Disipación térmica superior
• Ideal para aplicaciones en ruedas o bujes en vehículos eléctricos y drones

Limitaciones

• Mayor dificultad de fabricación
• Mayores costos unitarios en volúmenes pequeños
• Menos proveedores y socios

Ventajas de los motores de flujo radial

• Tecnología probada con una amplia base de proveedores
• Rentable y escalable
• Fácil de mantener y reemplazar

Limitaciones

• Menor densidad de par por unidad de volumen.
• Menos compacto en dirección axial.

Aplicaciones por industria

Industria	Tipo de motor preferido	Razón
Vehículos eléctricos	Radial (convencional) / Axial (premium)	Radial por costo; axial por rendimiento, ej. motores en rueda
Aeroespacial	Axial	Ligero, compacto, alto par
Automatización industrial	Radial	Fiabilidad probada, integración más sencilla
Robótica/Drones	Axial	Ahorro de peso y diseño compacto
Bicicletas eléctricas/Patinetes	Axial	Diseño compacto, par a bajas RPM
Bombas/Ventiladores	Radial	Forma cilíndrica estándar bien adaptada

 

Casos de uso del mundo real

Ejemplo de Flujo Axial: YASA Motors

YASA, empresa británica, desarrolló motores de flujo axial utilizados en deportivos de alto rendimiento como el Koenigsegg Regera y el Ferrari SF90. Estos motores son ultrafinos, ligeros y altamente eficientes, ofreciendo densidades de par superiores a 20 Nm/kg.

Ejemplo de Flujo Radial: Tesla Model 3

El Tesla Model 3 utiliza motores de imanes permanentes de flujo radial, optimizados para la fabricación a escala y que buscan un equilibrio entre eficiencia y coste. La arquitectura está probada y se integra a la perfección con los sistemas tradicionales de refrigeración y control.

A medida que evoluciona la industria de la movilidad eléctrica, se espera que los motores de flujo axial desempeñen un papel más importante en aplicaciones donde predominan las limitaciones de espacio y peso, como:

• Aeronaves eVTOL
• Vehículos eléctricos compactos
• Robótica de alta velocidad

Dicho esto, los motores de flujo radial seguirán siendo el estándar en aplicaciones industriales debido a su bajo costo, simplicidad y disponibilidad. Las principales empresas también están desarrollando diseños híbridos que incorporan lo mejor de ambas arquitecturas.

Las innovaciones incluyen:

• Estatores de estado sólido
• Piezas de motor impresas en 3D
• Materiales compuestos avanzados para reducir el peso
• Plataformas modulares de flujo axial para una fácil integración

Los motores de flujo axial y radial tienen su lugar en el universo en expansión de aplicaciones de motores eléctricos.

• Elija el flujo axial cuando el espacio, el peso y la densidad de par sean cruciales.
  Opte por el flujo radial cuando el costo, la disponibilidad y la confiabilidad sean prioritarios.

Como fabricantes, seguimos innovando en ambos ámbitos, ofreciendo soluciones de motor a medida para clientes de los sectores automotriz, aeroespacial, robótico y de automatización industrial. Ya sea que esté construyendo la próxima generación de autos eléctricos o sistemas de automatización compactos, seleccionar la arquitectura de motor adecuada es el primer paso hacia el rendimiento y el éxito.