Boîte de vitesses magnétique, partie 2 : le flux axial améliore les performances

Le nombre de mécanismes intéressants et innovants permis par l'impression 3D nous fascine toujours, et c'est toujours un régal lorsque l'un d'entre eux apparaît dans nos flux. Cette boîte de vitesses magnétique à flux axial est un excellent exemple d’un tel mécanisme, et qui fait vraiment réfléchir aux applications possibles.

Les principes de la boîte de vitesses de [Retsetman] sont simples à comprendre pour quiconque a déjà joué avec quelques aimants, car elle repose sur cette puissante force attractive et répulsive que vous ressentez lorsque les aimants se rapprochent les uns des autres. Contrairement à sa précédente boîte de vitesses à flux radial, qui utilisait une paire de rotors cylindriques à aimants imbriqués les uns dans les autres, cette conception comporte une paire de rotors imprimés en forme de disque qui se font face sur des arbres alignés. Chaque rotor comporte des fentes pour seize aimants en néodyme, qui sont collés dans les fentes selon des arrangements de polarité spécifiques : un aimant sur deux pour le rotor à basse vitesse et des groupes de quatre sur le rotor à grande vitesse. Entre les deux rotors se trouve un modulateur de flux fixe, un stator dans lequel sont vissés dix inserts ferromagnétiques.

En fonctionnement, comme le montre bien la vidéo ci-dessous, le flux magnétique est couplé entre les rotors par les inserts en acier dans le stator de sorte que lorsqu'un rotor bouge, l'autre se déplace dans un rapport de 4 : 1 (ou 1 : 4) dans le sens opposé. direction. [Retsetman] a fait tourner brièvement la boîte de vitesses jusqu'à environ 8 500 tr/min, mais a constaté qu'un fonctionnement prolongé à aussi peu que 4 000 tr/min provoquait un désastre non pas à cause du chauffage par courants de Foucault des inserts ou des aimants comme on pourrait s'y attendre, mais à cause d'un simple chauffage par friction du roulements de rotor.

Les tests de couple de la boîte de vitesses d'origine n'ont pas été impressionnants, mais les expériences de [Retsetman] avec des inserts de stator laminés et des aimants plus puissants ont vraiment augmenté le rendement — jusqu'à une amélioration de 250 % ! Nous aimerions également voir quel effet un réseau Hallbach aurait sur les performances, même si nous pensons que les bons rapports entre les deux rotors pourraient être difficiles à atteindre.