طاقت کی حدود کا ازسر نو تعین: کس طرح ایکسیئل فلوکس موٹرز روایتی ای ڈرائیو سسٹم میں خلل ڈال رہی ہیں۔

جیسے جیسے نئی توانائی کی گاڑیاں، ای وی ٹی او ایل ہوائی جہاز، اور یہاں تک کہ ہیومنائیڈ روبوٹس انتہائی تیز رفتاری سے آگے بڑھ رہے ہیں، انجینئرز کو ایک ابدی چیلنج کا سامنا ہے:  محدود جگہ سے انتہائی طاقت کیسے نکالی جائے؟

ایسا لگتا ہے کہ روایتی ریڈیل فلکس موٹرز (جانی پہچانی بیلناکار مشینیں) اپنی جسمانی حدود کے قریب پہنچ رہی ہیں۔ اس وقت، اگلی نسل کی بنیادی ٹیکنالوجی —  محوری فلوکس موٹر — خاموشی سے مرکز کا مرحلہ لے رہی ہے۔ نہ صرف یہ 1821 میں فیراڈے کی ایجاد کردہ برقی موٹر کی اصل شکل تھی، بلکہ یہ 'ہلکے وزن بمقابلہ ہائی پاور' کے تضاد کا آج کا بہترین حل بھی ہے۔

1. اناٹومی: 'سلنڈریکل کین' سے 'پینکیک' تک – ایک فارم فیکٹر ریوولوشن

محوری بہاؤ موٹر کو سمجھنے کے لیے، سب سے آسان طریقہ بصری موازنہ کے ذریعے ہے:

• روایتی ریڈیل موٹر:  ایک 'بیلناکار کین' کی طرح۔ اسٹیٹر روٹر کو گھیرتا ہے، اور مقناطیسی بہاؤ  ریڈیل سمت (رداس) کے ساتھ عمودی طور پر نکلتا ہے۔  روٹر کی یہ ڈھانچہ مشین کو ایک لمبی محوری لمبائی دیتا ہے، اسے بڑا بناتا ہے۔

•  محوری بہاؤ موٹر:  ایک 'پینکیک' یا 'کومپیکٹ ڈسک' کی طرح۔ اسٹیٹر اور روٹر  ایک دوسرے کے آمنے سامنے کھڑے ہوتے ہیں ، اور مقناطیسی بہاؤ سیدھا  محوری سمت  (شافٹ کے متوازی) کے ساتھ سفر کرتا ہے۔ یہ آمنے سامنے لے آؤٹ اسے فطری طور پر فلیٹ اور کمپیکٹ بناتا ہے۔

اگر آپ ریڈیل موٹر کو گھومنے والی بیرل کے طور پر سوچتے ہیں، تو ایک محوری موٹر دو پیسنے والے پہیوں کی طرح ہے جو ایک دوسرے کے مخالف گھومتے ہیں۔

2. بنیادی فوائد: چھوٹے پھر بھی مضبوط

اعلیٰ درجے کی سپر کاریں (مثلاً، فیراری، مرسڈیز-اے ایم جی) اور ایرو اسپیس کمپنیاں محوری بہاؤ ٹیکنالوجی کے روایتی حل کو کیوں ترک کر رہی ہیں؟ اس کا جواب اس کی 'گیم بدلنے والی' جسمانی خصوصیات میں مضمر ہے۔

A. الٹرا ہائی پاور اور ٹارک کثافت

چونکہ روٹر کے قطر کو سٹیٹر سے بڑا بنایا جا سکتا ہے (تقسیم تناسب 100% تک) اور میگنےٹ گردشی محور سے دور واقع ہیں، لیوریج اصول (Torque = Force × Radius) کا مطلب ہے کہ اسی موجودہ ان پٹ کے لیے، یہ نمایاں طور پر زیادہ ٹارک فراہم کرتا ہے۔
ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ ایڈوانسڈ ایکسیل فلکس موٹرز 115 Nm/kg کی ٹارک کثافت حاصل کر سکتی ہیں - روایتی V8 انجن سے موازنہ، لیکن بہت ہلکی۔ روایتی ریڈیل موٹرز کے مقابلے میں، بجلی کی کثافت عام طور پر 30% سے زیادہ بہتر ہوتی ہے، کچھ ڈیزائن 14.9 kW/kg تک پہنچ جاتے ہیں۔

B. کومپیکٹ 'اسپیس میجک'

گاڑی کے چیسس ڈیزائن میں، محوری جگہ اکثر پریمیم پر ہوتی ہے۔ محوری فلوکس موٹر کی انتہائی مختصر محوری لمبائی اسے براہ راست پہیے کے اندر فٹ ہونے کی اجازت دیتی ہے (بطور ایک ہب موٹر) یا بغیر کسی رکاوٹ کے چیسس کے خلا میں سرایت کر سکتی ہے۔ یہ سامنے اور پیچھے اسٹوریج کی جگہ کو خالی کرتا ہے اور تقسیم شدہ ڈرائیو کے لیے فزیکل بنیاد فراہم کرتا ہے۔

C. اعلی کارکردگی کے ذریعے توسیعی رینج

کم بہاؤ کے راستے اور لوہے کے کم نقصانات (ہسٹریسس اور ایڈی کرنٹ نقصانات) کے ساتھ، یہ موٹریں اکثر 96٪ یا اس سے بھی 97٪ سے زیادہ کارکردگی حاصل کرتی ہیں۔ اسی بیٹری کی گنجائش کے لیے، جو براہ راست طویل ڈرائیونگ رینج میں ترجمہ کرتی ہے۔

3. ٹوپولاجیز: روٹرز اور سٹیٹرز کی 'سینڈوچ' کنفیگریشنز

محوری فلوکس موٹرز کئی شکلوں میں آتی ہیں۔ کارکردگی اور ٹھنڈک کو متوازن کرنے کے لیے، انجینئرز نے بنیادی طور پر دو 'سینڈوچ' ڈھانچے تیار کیے ہیں:

• سنگل روٹر / ڈبل سٹیٹر (درمیانی روٹر):  روٹر دو سٹیٹرز کے درمیان بیٹھتا ہے۔ غیر متوازن محوری قوت کے مسئلے کو حل کرتے ہوئے مقناطیسی کشش قوتیں ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتی ہیں۔ مضبوط اور اعلی کارکردگی والی ڈرائیوز کے لیے موزوں۔

• سنگل اسٹیٹر / ڈبل روٹر (درمیانی اسٹیٹر):  اسٹیٹر دو روٹرز کے درمیان بیٹھتا ہے۔ اس کنفیگریشن میں زیادہ گردشی جڑتا ہے اور سٹیٹر کو براہ راست تیل سے ٹھنڈا کرنا آسان بناتا ہے، جس سے یہ انتہائی کارکردگی والے ایپلی کیشنز کے لیے پسندیدہ بن جاتا ہے۔

4. مینوفیکچرنگ چیلنجز: یہ صرف اب کیوں ختم ہو رہا ہے؟

چونکہ محوری فلوکس موٹر 1821 میں ایجاد ہوئی تھی – ریڈیل موٹر سے پہلے – یہ پچھلے 200 سالوں سے مرکزی دھارے میں کیوں نہیں آئی؟ جواب  عمل اور مادی رکاوٹوں میں ہے۔.

• انتہائی درستگی کے تقاضے:  پلانر ایئر گیپ کی وجہ سے، روٹر کا ہلکا سا جھکاؤ یا وار پیج بھی روٹر اور سٹیٹر کو چھونے کا سبب بن سکتا ہے ('رگڑنا')۔ اس سے درستگی اور اسمبلی کے تقاضے روایتی موٹروں کے مقابلے کہیں زیادہ سخت ہوتے ہیں۔

• گرمی کی کھپت کی مشکلات:  کمپیکٹ 'سینڈوچ' ساخت کا مطلب ہے گرمی کو مسترد کرنے کے لیے سطح کا ایک چھوٹا سا حصہ؛ گرمی تیزی سے جمع ہوتی ہے۔ اس کو حل کرنے کے لیے، YASA جیسے مینوفیکچررز نے  ڈوبے ہوئے تیل کی کولنگ متعارف کرائی ہے ، جس سے اسٹیٹر وائنڈنگز کو کولنگ آئل میں براہ راست ڈبو دیا گیا ہے۔

• مواد کا نیا انقلاب:  روایتی سلکان اسٹیل لیمینیشنز کو محوری موٹروں کے لیے درکار پیچیدہ، غیر سرکلر جیومیٹریز میں شکل دینا مشکل ہے۔ کی پختگی  نرم مقناطیسی مرکبات  اور  بے ساختہ مرکبات  اب 3D مقناطیسی سرکٹ ڈیزائن کو قابل بناتی ہے۔ دریں اثنا، کاربن فائبر ریپنگ ٹیکنالوجی تیز رفتار سینٹری فیوگل فورسز کے تحت روٹر کی سالمیت کے مسئلے کو حل کرتی ہے۔

5. درخواستیں: مستقبل یہاں ہے۔

ان چیلنجوں پر بتدریج قابو پانے کے ساتھ، محوری فلوکس موٹرز لیبارٹریوں سے بڑے پیمانے پر پیداوار کی طرف بڑھ رہی ہیں:

• نئی توانائی کی گاڑیاں:  یہ ترقی کی سب سے بڑی مارکیٹ ہے۔ چاہے اعلیٰ کارکردگی والی سپر کاروں میں مرکزی کرشن موٹر کے طور پر ہو یا رینج ایکسٹینڈر سسٹمز میں ایک انتہائی موثر جنریٹر کے طور پر، محوری فلوکس موٹرز ای-ڈرائیو کی کارکردگی کی نئی تعریف کر رہی ہیں۔ Zhixin ٹیکنالوجی جیسے مینوفیکچررز نے 2026 تک متعلقہ پاور ٹرینوں کو بڑے پیمانے پر تیار کرنے کے منصوبوں کا اعلان کیا ہے۔

• الیکٹرک ایوی ایشن:  ای وی ٹی او ایل ہوائی جہاز وزن کے لحاظ سے انتہائی حساس ہوتے ہیں، جو 8 کلو واٹ فی کلوگرام سے زیادہ موٹر پاور کثافت کا مطالبہ کرتے ہیں۔ Axial flux motors ان چند حلوں میں سے ایک ہیں جو پرواز کے خواب کو پورا کرنے کے قابل ہیں۔

• ہیومینائیڈ روبوٹ:  روبوٹ کے جوڑوں کو انتہائی زیادہ ٹارک کثافت اور ایک چپٹی شکل کی ضرورت ہوتی ہے – جو ایکچیویٹر جوڑوں کے لیے محوری فلوکس موٹرز کو مثالی بناتی ہے۔

 

محوری بہاؤ موٹر محض ایک ریٹرو احیا نہیں ہے؛ یہ ایک  کارکردگی کا انقلاب ہے  جو نئے مواد اور نئے عمل سے چلتا ہے۔ یہ صدیوں پرانی ذہنیت کو توڑ دیتا ہے کہ 'موٹرز لمبی اور بیلناکار ہونی چاہئیں۔'

انجینئرز اور مینوفیکچررز کے لیے، یہ صرف پاور ٹرین کے لیے ایک اپ ڈیٹ نہیں ہے - یہ  چیسس فن تعمیر اور گاڑیوں کے مجموعی ڈیزائن کے فلسفے کی آزادی ہے ۔ مرسڈیز بینز کے YASA حاصل کرنے اور چین میں سپلائی چینز کے جارحانہ انداز میں میدان میں آنے کے ساتھ، 2026 بڑے پیمانے پر محوری فلوکس موٹر کو اپنانے کا پہلا سال ہونے کے لیے تیار ہے۔ چھوٹے، ہلکے اور زیادہ طاقتور ای ڈرائیو سسٹمز کا دور پوری رفتار سے آرہا ہے۔