Рабочий принцип и структурный анализ моторного колеса

1. Что такое колесо двигателя?

Моторное колесо , широко известный как моторное колесо или мотор -концентратор на китайском, представляет собой приводную систему, которая непосредственно устанавливает электродвигатель в центре колеса. Это отличается от того, как традиционные транспортные средства передают мощность на колеса с помощью сложных механических конструкций, таких как двигатели, коробки передач, приводные валы и дифференциалы, но позволяет двигателю напрямую управлять вращением колес.

Эта конструкция может сэкономить много механических деталей передачи, сделать структуру транспортного средства более простым и компактным, уменьшить вес всего транспортного средства, уменьшить механические потери и повысить общую эффективность передачи. В то же время эта технология особенно подходит для легких и средних транспортных средств, таких как электрические велосипеды, электрические мотоциклы и электромобили, и способствует инновациям и применению новых технологий энергетики.

2. Рабочий принцип моторного колеса
Превращение электрической энергии в механическую энергию
Двигатель в колесе двигателя обычно представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) или синхронный двигатель с постоянным магнитом (PMSM). Когда аккумулятор обеспечивает питание к двигателю через электронную систему управления, ток протекает через обмотку статора, чтобы генерировать вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле взаимодействует с постоянными магнитами на роторе, чтобы генерировать механический крутящий момент.
Взаимодействие между магнитным полем и ротором
Ротор обычно изготовлен из высокопрочного постоянного магнитного материала и устанавливается в центре оси колеса. Когда вращающее магнитное поле, генерируемое намоткой статора на роторе, ротор будет привлекать магнитной силой и вращаться вместе с ним, тем самым приводя к вращению колеса. Этот процесс очень эффективен, потому что двигатель непосредственно управляет колесом, избегая потери энергии в традиционной механической передаче.
Крутящий момент напрямую управляет колесом
Традиционные транспортные средства должны передавать мощность с помощью нескольких механизмов, таких как приводные валы и коробки передач, которые имеют механические трения и потери эффективности. Конструкция колеса двигателя непосредственно устанавливает двигатель внутри колеса, а крутящий момент двигателя напрямую преобразуется в вращательную мощность колеса, значительно повышая эффективность передачи мощности и скорость отклика.
Система управления регулирует скорость и крутящий момент
Контроллер двигателя регулирует амплитуду и частоту тока снабжения в режиме реального времени в соответствии с требованиями ускорения и замедления транспортного средства. Точно управляя скоростью и крутящим моментом двигателя, гарантируются плавное запуск, ускорение и торможение транспортного средства. В то же время может быть достигнуто регенеративное торможение, и энергия торможения может быть возвращена в батарею, чтобы улучшить выносливость.

3. Структура колеса двигателя
Ротор
Ротор является вращающейся частью двигателя, обычно изготовленного из высокопроизводительных постоянных магнитных материалов, таких как неодимийский железный бор. Эти постоянные магниты производят стабильное и сильное магнитное поле, которое является ключом к генерации крутящего момента двигателя. Ротор прикреплен к оси колеса и вращается с приводом двигателя, непосредственно за рулем колеса.
Статор
Статор представляет собой фиксированную часть, установленную внутри колесного центра. Статор состоит из железного ядра и извилистой катушки. После включения мощности обмотка статора генерирует вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем ротора для генерации движущей силы. Конструкция статора требует точности, и обмотки равномерно расположены для обеспечения стабильного и эффективного магнитного поля.
Система подшипника
Подшипники являются ключевыми механическими компонентами, которые поддерживают нормальное вращение ротора и колес. Высококачественные подшипники могут уменьшить трение, обеспечить стабильную работу ротора и концентратора и выдерживать осевые и радиальные силы, генерируемые транспортным средством во время вождения, обеспечивая долговечность и надежность системы привода.
Центр
Хаб не только несет компоненты двигателя, но также несет механическую нагрузку колеса. Это основная структура для установки шин. Хаб должен иметь хорошую механическую прочность и коррозионную стойкость, а также обеспечивать эффективный канал рассеивания тепловой диссипации для двигателя, чтобы предотвратить перегрев двигателя.
Датчики и контрольные единицы
Чтобы достичь точного управления, моторное колесо оснащено датчиками положения (например, датчиками эффекта зала) и датчиками температуры. Датчик положения используется для обнаружения угла и скорости ротора в реальном времени и подачи его обратно к контроллеру двигателя, который соответственно регулирует току и амплитуду для достижения точной регуляции скорости. Датчик температуры защищает двигатель от перегрева и повреждения.

4. Преимущества моторного колеса

Компактная структура и экономия пространства: сложная система передачи устранена, двигатель и колесо объединяются в один, а объем всего транспортного средства уменьшается.

Снижение потери механической передачи и повышение эффективности: трение и потеря энергии уменьшаются путем устранения промежуточных связей, таких как цепочки передачи и передачи.

Простое техническое обслуживание, не нужно смазывать цепочки или шестерни: снижение затрат на износ и техническое обслуживание механических деталей.

Быстрая реакция и прямая передача мощности: короткое ускорение и время отклика торможения, более чувствительный опыт вождения.

Легко достичь интеллектуального контроля и регенеративного торможения: эффективное управление энергией достигается с помощью электронных систем управления для повышения производительности выносливости.

5. Области применения
Моторное колесо широко используется в:
Электрические велосипеды и электрические мотоциклы: легкий, прост в установке, высокая эффективность и улучшение опыта в городах в городах.

Электрические транспортные средства: особенно городские микро -транспортные средства, упростить структуру и улучшить реакцию на электроэнергию.
Оборудование для промышленной автоматизации: небольшие роботы, AGV (автоматические управляемые транспортные средства) и другие области, потому что они эффективны и компактны.

Интеллектуальные мобильные устройства: такие как электрические скутеры, электрические инвалидные коляски и т. Д. Легко интегрировать и управлять.