מָבוֹא:למנועי שדה צירי יש מרווח אוויר מישורי ושדה מגנטי צירי, ומכאן שהם נקראים גם מנועי דיסק או מנועים מעגליים. מנועי שדה צירי הם קומפקטיים, קטנים בגודלם, קלים, ובעלי צפיפות מומנט גבוהה. המנוע החשמלי הראשון בעולם היה מחולל הדיסקים של פאראדיי.
מאפייני מנוע דיסק
1) צורה שטוחה וממד צירי קצר, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד ליישומים עם אילוצי מקום קפדניים.
2) מרווח האוויר הוא מישורי, והשדה המגנטי של מרווח האוויר הוא צירי, ומכאן השם מנוע שדה צירי.
3) עקרון העבודה של מנועי דיסק זהה לזה של מנועי עמודים.
1. מבנה מנוע דיסק
מנועי דיסק מגיעים בתצורות שונות, כולל-דיסק יחיד,-דיסק כפול ודיסק מורכב-.
במבנים מוטוריים מסורתיים, הסטטור נמצא בפריפריה, והרוטור מסתובב באמצע (ראה איור ימין למטה). הפער בין הסטטור לרוטור הוא משטח גלילי (ראה איור שמאל למטה). המשטח הגלילי השקוף למחצה- באיור הוא משטח מרווח האוויר. קווי הכוח המגנטיים מאונכים למשטח מרווח האוויר ומקבילים לכיוון הקוטר באותה נקודה, הנקרא שטף מרווח אוויר רדיאלי.
ברוב המנועים מסוג-דיסק, גם הסטטור וגם הרוטור הם בצורת-דיסק, ומרווח האוויר ביניהם הוא מישור מאונך לציר המנוע. האיור השמאלי התחתון מציג את מישור פער האוויר הזה, המיוצג חצי-שקוף. קווי כוח מגנטיים מאונכים למישור מרווח האוויר ומקבילים לכיוון הציר, הנקראים שטף מרווח אוויר צירי. 1. מבנה דיסק יחיד
מבנה הדיסק הבודד הוא פשוט, אך כדי לפתור את הבעיה של חוסר איזון כוח צירי, צפיפות המומנט אינה גבוהה במיוחד, והיא משמשת בעיקר בגנרטורים.
2. רוטור ביניים
מבנה הסטטור הכפול-רוטור הביניים (S-R-S) הוא דיסק רוטור עם מגנטים מותקנים במרכז, עם ליבות מפותלות סטטור בשני הקצוות. צפיפות המומנט מוגברת, והמשיכה המגנטית של הליבות משני הצדדים יכולה לבטל זו את זו, ולפתור את הבעיה של כוח צירי לא מאוזן. יתרון נוסף של מבנה הרוטור הביניים הוא יעילות פיזור החום הגבוהה מאוד של הפיתולים והליבות.
מבנה הרוטור האמצעי הפך לתצורה העיקרית, בעיקר בגלל שההרכבה של הסטטור והרוטור קלה יותר להשגה עם מיקום-בדיוק גבוה. בדוגמה אחת המוצגת, הסטטור מחובר ישירות לשלדה באמצעות ריתוך. מקביל למבנה הרוטור הביניים הוא מבנה הסטטור הביניים, הנקרא גם מבנה הסטטור הפנימי. במבנה זה, שני הדיסקים הרוטורים נמצאים בחוץ, והסטטור נמצא בפנים.
3. סטאטור ביניים
סטאטור ביניים-מבנה רוטור כפול (R-S-R): למבנה הסטאטור הביניים יש גם מרווח אוויר כפול ויכול להשיג איזון כוח צירי. עם זאת, איזון זה בא לידי ביטוי על ציר הרוטור; כל דיסק רוטור בודד עדיין נתון לכוח חד צדדי. לכן, יש לחשב בקפידה את עיוות הסטייה הצירית של דיסק הרוטור כדי למנוע אי אחידות גדולה בעובי מרווח האוויר.
יתרון ייחודי של מבנה הסטטור הביניים הוא התאמתו למבני ליבה חסרי ליבה או-דקים. עם זאת, חסרון הוא הקושי במיקום והרכבת הסטטור. למבנה הסטטור הביניים יש מאפייני פיזור חום נחותים בהשוואה למבנה הרוטור הבינוני מכיוון שהפיתולים הם מקור החום העיקרי. מכיוון שהפיתולים אינם נוגעים ישירות בכיסויי הקצה, יעילות פיזור החום נמוכה מאוד, וחום מצטבר בקלות בדיסקים. לכן, יש לתכנן נתיב קירור פנימי נוסף.
4. מבנה מרובי-דיסק מורכב
מבנה מרובה-דיסק מורכב הוא בעצם סופרפוזיציה צירית של מבנה סטאטור ביניים ומבנה רוטור ביניים. מבנה זה יכול לספק צפיפות מומנט גבוהה, אך ההרכבה והעיצוב שלו מורכבים מאוד, ובדרך כלל לא נעשה בו שימוש נפוץ.
