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轴向磁场电机的主要缺点和限制与电机的磁路结构有关。首先，不难理解，由于轴向磁场电机的磁通是轴向通过气隙的，与径向磁场电机的磁通径向通过气隙不一样，因此铁心的制造过程与径向磁场电机的制造过程不一样。径向磁场电机的定子铁心是由冲好槽的硅钢片沿轴向方向叠压而成的，相对比较容易。而轴向磁场电机的定子铁心是通过将冲好槽的硅钢片带料沿周向卷绕而成的，如图1.11（a）所示。在绕制冲好槽的叠片过程中，存在预先打孔的槽难以对齐的难题。若事先将带料卷绕好再冲槽，则又存在毛刺损坏绝缘的问题。轴向磁场电枢铁心制造的困难将使电机的成本增加。
另外，所提出来的一些叠片结构，如带绕或径向叠片结构，在技术上不容易被制造，必须从机械的角度来仔细考虑它的设计。若采用无铁心结构，则需要有良好机械性能和热性能的材料去取代铁心部分。
在轴向磁场永磁电机中，转子为高磁能积的永磁体固定在圆盘形铁心上。定子、转子盘之间存在磁拉力，会使装配过程变得很复杂，并给轴向磁场电机的运行状态带来不利的效果：定子盘和转子盘的运行间隙消失，使定转子发生触碰；使永磁体松散或破损；减小气流排放区域，因此恶化电机的冷却能力；引起的非均匀气隙使电气性能偏离最佳值。
对于无铁心内定子双边AFPM电机来说，两个转子盘占整个电机的有效质量约50%，因此转子盘的优化设计是实现高功率/质量比电机的一个关键因素，需要对转子盘进行机械应力分析，对磁拉力的精确预测是机械应力分析中必不可少的。两个并列放置的转子盘之间的磁拉力可以用下式来计算：
式中， W 是储存在电机中总的磁场能量； Δg 是气隙长度的微小变化； W 1 和 W 2 分别是气隙 g 1 和 g 2 中储存的磁场能量，通常通过有限元仿真分析法FEM将它们计算出来。
两个并列放置的永磁转子盘之间的磁拉力用解析法计算的表达式为
式中， S PM 为永磁体的有效面积； α i 为计算极弧系数，等于平均气隙磁通密度 B avg 与最大气隙磁通密度 B mg 的比值； D in 、 D out 分别为永磁体的内径和外径，等于定子导体的内径和外径； μ 0 为真空磁导率， μ 0 =0.4 π× 10 -6 H/m。
由于导体中的交流电流和磁场的切向分量之间相互作用会在线圈的每个边上产生一个轴向磁拉力 f 1 和 f 2 ，如图1.23所示。当定子线圈处在气隙磁场中，定子线圈每边受到的磁拉力会相互抵消。若AFPM电机的无定子铁心稍微偏离了气隙的中心，则每个边受到的磁拉力是不一样的，会产生一个不平衡的合力 Δf ， Δf =| f 1 -f 2 |作用在定子上，这个不平衡的力会引起额外的振荡，因此给利用环氧树脂来增强定子的机械强度带来不利的影响。
图1.23 作用在定子线圈上的轴向磁拉力原理图
由于轴向磁拉力的存在，因此电机的装配过程变得比较困难，特别是在有电磁铁心、大功率容量的电机中，要保证均匀气隙有较大的难度。装配过程中必须采取措施平衡转子之间的磁拉力和定子上的不平衡磁拉力。首先，磁极必须牢固地固定在铁心上，以抵抗运行时产生的切向拉力。磁极固定在铁心上的方式有两种：粘贴或用螺杆固定。因为磁极材料和铁心的热系数不相同，很明显粘贴不是一种稳妥的方法。用螺杆将磁极固定的方法要牢固和安全些，但会引起电机中某些量的不对称，如使电动势波形不对称。
有时，人们也可以利用轴向磁拉力来实现某些功能。例如，在新能源电动汽车领域，研究人员提出了一种利用轴向磁拉力来产生制动力的单定子单转子结构的轴向磁场电机。当电机启动时，由于轴向磁拉力的作用，制动弹簧会受到压缩；当电机停止运行时，弹簧会释放出大量的能量，将转子拉回到制动片的位置，从而实现制动。在新能源电动汽车领域，动力系统中可利用两台单定子单转子盘式电机同轴相连，进而平衡轴向磁拉力，而这两台电机分别驱动两个车轮。大型水轮发电机通常使用立式结构，发电机整个转动部分的质量和作用在水轮机转轮上的水推力均由推力轴承支撑。利用单定子单转子AFPM电机较大的轴向力，克服转轴上所有部件的重力，把水轮发电机转轴部分吸浮，使轴承受到的压力减小，从而减小启动时的阻力。
随着AFPM电机的输出功率增加，相比功率增加的速度，转子和轴之间的接触面积增加得较慢，这样要为大功率电机设计一个机械完整性好的转子—转轴连接就比较困难。因此在设计大功率AF电机时要特别注意转轴机械连接处的机械强度，这也是引起轴向磁场电机故障的一个原因。解决这个问题的方案是设计多盘电机。
由于AFPM电机的转矩与直径的立方成比例，而RFPM电机的转矩与直径的平方和长度的乘积成比例，轴向磁场电机的结构优势会随着功率的增大，或者电机的长径比率的增加而失去。转折点发生在半径等于径向磁场电机长度的2倍左右。
另外，轴向磁场电机的缺点还与绕组的结构有关，AFPM电机结构特殊，如果电机的内径过小，则放置绕组的空间会变小，会挤压绕组或放不下绕组，因此设计时要考虑电机定子盘的内径、外径比值。一般情况下，轴向磁场电机槽满率通常比径向磁场电机的槽满率稍小。