新开发的电机设计程序有助于优化定制电机的设计，包括新的轴向间隙电机。
这款新型轴向间隙电机是基于由Gandzha博士设计的程序而构建的。
自迈克尔法拉德扬（Michael Faraday）和Nikola Tesla的日子以来一直存在电动机，并且始终存在许多与电动机设计有关的改进和专利。
近年来，使用稀土永磁体变得更加常见。具有高磁通量和耐退力的稀土磁体的可用性使得较大的功率密度导致更小和更轻的电动机。
随着更高的强度磁铁，功能强大的建模软件已经可用，允许熟练的工程师准确预测在其构建之前的单元的性能。熟练的设计者可以采用这种精度模拟磁流，机械应力，热转印和电动机动力学，可以在实际构建的任何部分之前通过迭代来改善设计。
虽然理论上的软件工具在一类电机技术上是可行的，但在实践中，很少有专家有必要的技能组合来承接将电机设计的所有方面集成到一系列方案中的任务。相反，开发工作通常集中在特定的电机项目上，没有意图创建广义的设计工具。
电脑建模工具与磁力，机械和热建模相关的嵌入式专业知识，用于电动机的应用型电动机已经迈出了跨越式飞跃。这些工具允许以低成本快速完成多种设计迭代，让设计人员快速探索可能性并创建新设计。
电机设计软件
基本的设计过程从使用Solidworks的3D机械模型开始。如果结果是准确的，磁路的机械细节是特别重要的。磁路模型可以是实际单元的简化子集。
一旦将磁路的机械和材料参数输入到程序中，就可以基于来自基于磁体特性的查找表的版本的元件来计算估计的磁场。机械信息和磁信息被传送到ANSYS TM程序中，其中可以图形地显示所得到的磁通量图案。
设计人员可以改变机械尺寸，材料选择和其他参数，以快速优化磁通量模式，如果他们理解显示屏的含义。一旦对磁路满意，该软件可用于根据设计假设和绕组配置计算扭矩，回电动势和其他性能措施。
选择绕组配置后，可以在电动机工作时对线圈进行热分析。一旦组装了模型，它就相对速度地对设计进行了修改，或者如果需要，可以使用数学公式优化直径，长度，重量，效率或其他一些参数和模型的多次迭代。
虽然适用于径向间隙电动机的许多磁性原理对于轴向间隙机器是相同的，但径向间隙设计包括一些与线性电动机相似的特征。因此，有必要开发一组软件工具，该软件工具将机械，磁性，热和机电和机电功能集成到特定于轴向间隙电动机组件的封装中。
该过程始于磁路的机械设计，磁体的数量，磁体的尺寸，磁体的放置和电路的几何形状，所有这些都必须在分析开始之前定义。然后指定材料，以便可以进行磁通量计算。通过磁路的简化模型，可以通过迭代开始设计分析和改进。看着场实力的显示，经验丰富的设计师可以看到磁饱和度或误导的助焊剂图案的问题，或者磁通量不足，然后可以调节机械设计以校正这些问题。
轴向间隙电动机的三维机械模型显示了永磁体布局。
在机械和磁性设计进入可接受范围后，下一步是确定绕组、匝数、线的尺寸、线圈的位置、灌封方法和材料。从这个和磁场信息，有可能计算电机的性能。同样，迭代可以使设计接近期望的性能。一旦估计出绕组参数，就可以完成电机装配的热分析，在计算机模型中快速迭代可以将热设计带进近似范围。最后，在基本设计确定后，利用已开发的数学公式，可以对特定参数进行优化。例如，一个人可能选择优化设计的最小重量，或最大效率。然后，计算机将从早期的设计工作中获取信息，并对结果进行微调，以获得特定参数的优化设计。
好处
强大的稀土磁铁的出现使电动机设计能够与弱磁体不切实际，轴向间隙电机是一个常见的例子。改进的电子驱动器能够利用新的电机设计，同时灵活地满足所需的变化。
形状因素也起了作用。制造径向间隙电机的成本倾向于更小的直径，导致香肠或雪茄形状，而轴向间隙电机导致扁平煎饼式电机。对于某些系统来说，这种形式具有优势。大直径环形电机提供了中空中心，为光通道、光束线和工业过程提供了优势，如电缆缠绕或光纤缠绕或其他需要围绕物体360度旋转的连续织网过程。
该相同的形状因子将磁铁放在更大的半径上，该半径产生高扭矩，更高的惯性电机，为低速，高扭矩类型的应用带来优点。较大的直径在增加扭矩的同时增加给定RPM的磁体的速度。效果类似于将齿轮箱添加到较小的直径径向间隙电动机，但它消除了传动装置的成本，磨损和效率。轴向间隙设计已经找到了一定类型的风车直接驱动的交流发电机，以及其他慢速可再生能源项目。
在油井泵等应用中，大惯性可以作为飞轮使用，飞轮的能量在上冲程帮助提升负载，而在下冲程时，能量会被回收。这种电机，结合适当的一套电子控制，显著降低泵的功率消耗相比，一个齿轮交流电机。
轴向间隙电机设计
轴向间隙设计的优点是在磁路中没有开关铁。消除电路中的铁损耗可以提高效率，通常可提高10 - 15%。当电机断电时，也没有制动扭矩，允许电机在需要时自由旋转。磁力通常由垫片支撑，因此较大的负荷不会施加到轴承上。
然而，磁体表面之间的气隙导致了一条曲线，随着气隙的增加，磁通量大幅降低。一般的结果是，输出的电机增加，因为线圈板变得更薄。当涉及到线圈板时，这对电机设计人员提出了热分解和机械应力的挑战。
在另一个变型中，将铁插入铁的磁路中，其中铁增加了电动机的扭矩，但是在铁中的能量损失成本。这种设计通常会产生1.5到1.7倍的单元而没有铁环的扭矩，但是当返回电动机时会有磁力损耗，必须由结构支撑的大型吸引力，以及较低的顶部速度作为绕组电感后卫EMF将更高。
铁环的另一个变型是具有缺口的环。在槽中放置在凹口中的情况下，这使得铁非常靠近磁铁，允许类似于在基于铁基径向间隙电动机中的加工空气间隙。这样，这种电动机设计的扭矩大大增加，齿槽扭矩要高，扭转扭矩显着，铁损越大，磁力异常大，因此整体能量效率降低。仍然，对于在最小封装尺寸下需要高扭矩输出的应用，这种方法是有用的。
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轴向间隙电动机
那么什么是轴向间隙电动机？与径向间隙电机一样，轴向间隙或轴向通量单位具有各种设计。有没有开关磁铁的版本，具有小而大的空气间隙，具有不同类型的磁体和磁体形状，以及不同的杆状和结构。它们所以共同的一件事是磁线的方向平行于旋转轴线。
这种设计已用于油田设备、真空处理设备和卫星测试。这些类型的机器的一些优点:在没有开关磁铁的单位更高的电气效率，更短的交货时间表，因为模型预测性能相当准确，煎饼形状因素在某些情况下是有用的，空心电机设计容易容纳，由于大半径的高扭矩提供了良好的性能作为直接驱动低速交流发电机。
一个例子是交流发电机。市场上的大多数交流发电机是径向隙设计，但这种发展利用了轴向间隙设计在这些应用中提供的优势。
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