Werkprincipe en structurele analyse van motorwiel

1. Wat is een motorwiel?

Motorwiel , algemeen bekend als een motorwiel of hubmotor in het Chinees, is een aandrijfsysteem dat direct een elektromotor in het midden van het wiel installeert. Het verschilt van de manier waarop traditionele voertuigen stroom naar de wielen overbrengen door complexe mechanische structuren zoals motoren, versnellingsbakken, aandrijfassen en differentiëlen, maar stelt de motor in staat om de rotatie van de wielen direct aan te sturen.

Dit ontwerp kan veel mechanische transmissieonderdelen besparen, de voertuigstructuur eenvoudiger en compacter maken, het gewicht van het hele voertuig verminderen, mechanische verliezen verminderen en de algehele transmissie -efficiëntie verbeteren. Tegelijkertijd is deze technologie met name geschikt voor lichte en middelgrote voertuigen zoals elektrische fietsen, elektrische motorfietsen en elektrische voertuigen, en bevordert de innovatie en toepassing van nieuwe technologie voor energievoertuigen.

2. Werkprincipe van motorwiel
Omzetting van elektrische energie in mechanische energie
De motor in het motorwiel is meestal een borstelloze DC -motor (BLDC) of een permanente magneet synchrone motor (PMSM). Wanneer de batterij stroom aan de motor door het elektronische besturingssysteem levert, stroomt de stroom door de statorwikkeling om een roterend magnetisch veld te genereren. Dit magnetische veld interageert met de permanente magneten op de rotor om mechanisch koppel te genereren.
Interactie tussen magnetisch veld en rotor
De rotor is meestal gemaakt van hoogwaardig permanent magnetisch materiaal en geïnstalleerd in het midden van de wielas. Wanneer het roterende magnetische veld gegenereerd door de statorwikkeling op de rotor werkt, wordt de rotor aangetrokken door de magnetische kracht en roteert ermee, waardoor het wiel wordt gedreefd om te roteren. Dit proces is zeer efficiënt omdat de motor direct aan het wiel drijft, waardoor het energieverlies in traditionele mechanische transmissie wordt vermeden.
Koppel drijft rechtstreeks het wiel aan
Traditionele voertuigen moeten stroom verzenden door meerdere mechanismen zoals aandrijfassen en versnellingsbakken, die mechanische wrijving en efficiëntieverliezen hebben. Het motorwielontwerp installeert direct de motor in het wiel en het koppel van de motor wordt direct omgezet in het rotatie -vermogen van het wiel, waardoor de efficiëntie van de stroomoverdracht en de responssnelheid aanzienlijk wordt verbeterd.
Besturingssysteem past snelheid en koppel aan
De motorcontroller past de amplitude en frequentie van de voedingsstroom in realtime aan volgens de versnellings- en vertragingsvereisten van het voertuig. Door de snelheid en het koppel van de motor nauwkeurig te regelen, zijn de soepele start, versnelling en remmen van het voertuig gegarandeerd. Tegelijkertijd kan regeneratief remmen worden bereikt en kan de remergie worden teruggevoerd naar de batterij om het uithoudingsvermogen te verbeteren.

3. De structuur van het motorwiel
Rotor
De rotor is het roterende deel van de motor, meestal gemaakt van krachtige permanente magneetmaterialen zoals Neodymium Iron Boron. Deze permanente magneten produceren een stabiel en sterk magnetisch veld, wat de sleutel is tot de koppelgeneratie van de motor. De rotor is bevestigd aan de wielas en roteert met de aandrijving van de motor, waardoor het wiel direct wordt gedreven om te roteren.
Stator
De stator is een vast onderdeel geïnstalleerd in de wielnaaf. De stator bestaat uit een ijzeren kern en een kronkelende spoel. Nadat het vermogen is ingeschakeld, genereert de statorwikkeling een roterend magnetisch veld, dat interageert met het rotormagnetische veld om drijfkracht te genereren. Het statorontwerp vereist precisie en de wikkelingen zijn gelijkmatig gerangschikt om een stabiel en efficiënt magnetisch veld te garanderen.
Lagersysteem
Lagers zijn belangrijke mechanische componenten die de normale rotatie van de rotor en wielen ondersteunen. Hoogwaardige lagers kunnen wrijving verminderen, de stabiele werking van de rotor en de naaf zorgen en de axiale en radiale krachten weerstaan die door het voertuig tijdens het rijden worden gegenereerd, waardoor de duurzaamheid en betrouwbaarheid van het aandrijfsysteem wordt gewaarborgd.
Middelpunt
De hub draagt niet alleen de motorcomponenten, maar draagt ook de mechanische belasting van het wiel. Het is de basisstructuur voor bandeninstallatie. De hub moet een goede mechanische sterkte en corrosieweerstand hebben en ook een effectief warmte -dissipatiekanaal voor de motor bieden om te voorkomen dat de motor oververhit raakt.
Sensoren en controle -eenheden
Om precieze controle te bereiken, is het motorwiel uitgerust met positiesensoren (zoals Hall Effect Sensors) en temperatuursensoren. De positiesensor wordt gebruikt om de realtime hoek en snelheid van de rotor te detecteren en terug te voeren naar de motorcontroller, die de huidige fase en amplitude dienovereenkomstig aanpast om precieze snelheidsregulatie te bereiken. De temperatuursensor beschermt de motor tegen oververhitting en schade.

4. Voordelen van motorwiel

Compacte structuur en ruimtebesparing: het complexe transmissiesysteem wordt geëlimineerd, de motor en het wiel worden gecombineerd tot één en het volume van het hele voertuig wordt verminderd.

Het verminderen van mechanisch transmissieverlies en verbetering van de efficiëntie: wrijving en energieverlies worden verminderd door tussenliggende koppelingen zoals transmissieketens en -wielen te elimineren.

Eenvoudig onderhoud, het is niet nodig om ketens of tandwielen te smeren: verlaging van slijtage- en onderhoudskosten van mechanische onderdelen.

Snelle respons en directe krachttransmissie: korte versnelling en remresponstijd, meer gevoelige rijervaring.

Gemakkelijk te bereiken intelligente controle en regeneratief remmen: efficiënt energiebeheer wordt bereikt door elektronische besturingssystemen om de duurprestaties te verbeteren.

5. Toepassingsgebieden
Motorwiel wordt veel gebruikt in:
Elektrische fietsen en elektrische motorfietsen: licht, gemakkelijk te installeren, veel efficiëntie en de ervaring van korte afstandsreizen in steden te verbeteren.

Elektrische voertuigen: vooral stedelijke micro -voertuigen, vereenvoudig de structuur en verbetert de stroomrespons.
Industriële automatiseringsapparatuur: kleine robots, AGV (automatische geleide voertuigen) en andere velden, omdat ze efficiënt en compact zijn.

Intelligente mobiele apparaten: zoals elektrische scooters, elektrische rolstoelen, enz. Zijn gemakkelijk te integreren en te bedienen.