A motorkerék működési alapelve és szerkezeti elemzése

1. Mi az a motorkerék?

Motorkerék , közismert nevén motorkerék vagy agymotor, kínaiul, egy meghajtó rendszer, amely közvetlenül az elektromos motort szerel be a kerék közepére. Ez különbözik attól, ahogyan a hagyományos járművek az energiát a kerekekhez olyan összetett mechanikus szerkezetek révén továbbítják, mint például motorok, sebességváltók, hajtótengelyek és differenciálművek, de lehetővé teszik a motor számára, hogy közvetlenül meghajtsa a kerekek forgását.

Ez a kialakítás sok mechanikus sebességváltó alkatrészt takaríthat meg, egyszerűbbé és kompaktabbá teheti a jármű szerkezetét, csökkentheti az egész jármű súlyát, csökkentheti a mechanikai veszteségeket és javíthatja az általános átviteli hatékonyságot. Ugyanakkor ez a technológia különösen alkalmas könnyű és közepes méretű járművekhez, például elektromos kerékpárokhoz, elektromos motorkerékpárokhoz és elektromos járművekhez, és elősegíti az új energiatechnika innovációját és alkalmazását.

2. A motorkerék működési alapelve
Az elektromos energia átalakítása mechanikai energiává
A motorkerékben lévő motor általában kefe nélküli DC motor (BLDC) vagy állandó mágneses szinkron motor (PMSM). Amikor az akkumulátor az elektronikus vezérlőrendszeren keresztül táplálja a motor energiáját, az áram átfolyik az állórész tekercsén, hogy forgó mágneses mezőt generáljon. Ez a mágneses mező kölcsönhatásba lép a forgórész állandó mágneseivel, hogy mechanikai nyomatékot generáljon.
Kölcsönhatás a mágneses mező és a rotor között
A forgórész általában nagy szilárdságú állandó mágneses anyagból készül, és a kerék tengelyének közepére van felszerelve. Amikor az állórész tekercse által generált forgó mágneses mező a forgórészen hat, a rotorot a mágneses erő vonzza, és elforgatja vele, ezáltal a kereket forgatni. Ez a folyamat nagyon hatékony, mivel a motor közvetlenül meghajtja a kereket, elkerülve a hagyományos mechanikai sebességváltó energiaveszteségét.
A nyomaték közvetlenül meghajtja a kereket
A hagyományos járműveknek több mechanizmuson keresztül kell továbbítaniuk az energiát, például a hajtótengelyeket és a sebességváltókat, amelyek mechanikus súrlódási és hatékonysági veszteségeket okoznak. A motorkerék kialakítása közvetlenül a kerék belsejében helyezi be a motort, és a motor nyomatékát közvetlenül a kerék forgási teljesítményévé alakítják, ami jelentősen javítja az energiaátviteli hatékonyságot és a válasz sebességét.
A vezérlőrendszer beállítja a sebességet és a nyomatékot
A motorvezérlő valós időben beállítja az ellátási áram amplitúdóját és frekvenciáját a jármű gyorsulási és lassulási követelményei szerint. A motor sebességének és nyomatékának pontos szabályozásával garantáljuk a jármű sima indulását, gyorsulását és fékezését. Ugyanakkor regeneráló fékezés érhető el, és a fékezési energiát vissza lehet etetni az akkumulátorba a kitartás javítása érdekében.

3. A motorkerék szerkezete
Forgórész
A forgórész a motor forgó része, általában nagy teljesítményű állandó mágneses anyagokból, például neodímium vasbóról. Ezek az állandó mágnesek stabil és erős mágneses mezőt termelnek, amely a motor nyomatékának generációjának kulcsa. A forgórész rögzítve van a kerék tengelyéhez, és a motor hajtásával forog, közvetlenül a kereket forgatni.
Állórész
Az állórész egy rögzített alkatrész, amelyet a kerék hubjába telepítenek. Az állórész vasmagból és kanyargós tekercsből áll. Miután az energia be van kapcsolva, az állórész tekercse forgó mágneses mezőt generál, amely kölcsönhatásba lép a rotor mágneses mezőjével, hogy hajtóerőt generáljon. Az állórész kialakítása pontosságot igényel, és a tekercseket egyenletesen elrendezik a stabil és hatékony mágneses mező biztosítása érdekében.
Csapágyrendszer
A csapágyak kulcsfontosságú mechanikus alkatrészek, amelyek támogatják a forgórész és a kerekek normál forgását. A kiváló minőségű csapágyak csökkenthetik a súrlódást, biztosíthatják a forgórész és a hub stabil működését, és ellenállhatnak a jármű által a vezetés során generált tengelyirányú és sugárirányú erőknek, biztosítva a meghajtórendszer tartósságát és megbízhatóságát.
Kerékagy
A központ nemcsak a motor alkatrészeit hordozza, hanem a kerék mechanikus terhelését is viseli. Ez az alapvető szerkezet a gumiabroncsok telepítéséhez. A hubnak jó mechanikai szilárdsággal és korrózióállósággal kell rendelkeznie, és hatékony hőeloszlású csatornát kell biztosítania a motor számára, hogy megakadályozzák a motor túlmelegedését.
Érzékelők és vezérlőegységek
A pontos vezérlés elérése érdekében a motorkerék helyzetérzékelőkkel (például a Hall Effect Sensors) és a hőmérséklet -érzékelőkkel van felszerelve. A helyzetérzékelőt a rotor valós idejű szögének és sebességének észlelésére használják, és visszaadják a motorvezérlőhöz, amely az aktuális fázist és az amplitúdót megfelelően beállítja a pontos sebességszabályozás elérése érdekében. A hőmérséklet -érzékelő megvédi a motort a túlmelegedéstől és a sérüléstől.

4. A motorkerék előnyei

Kompakt szerkezet és helymegtakarítás: A komplex sebességváltó rendszert kiküszöbölik, a motort és a kerék egyre kombinálódnak, és az egész jármű térfogata csökken.

A mechanikus átviteli veszteségek csökkentése és a hatékonyság javítása: A súrlódást és az energiavesztést csökkentik a közbenső kapcsolatok, például az átviteli láncok és a fogaskerekek kiküszöbölésével.

Egyszerű karbantartás, nincs szükség láncok vagy fogaskerekek kenésére: csökkentse a mechanikus alkatrészek kopási és karbantartási költségeit.

Gyors válasz és közvetlen energiaátvitel: rövid gyorsulási és fékezési idő, érzékenyebb vezetési élmény.

Könnyen érhető el intelligens irányítás és regeneráló fékezés: A hatékony energiakezelést elektronikus vezérlőrendszereken keresztül érik el az állóképességi teljesítmény javítása érdekében.

5. Alkalmazási területek
A motorkeréket széles körben használják:
Elektromos kerékpárok és elektromos motorkerékpárok: Könnyű, könnyen telepíthető, nagy hatékonyság, és javítják a rövid távú utazások tapasztalatait a városokban.

Elektromos járművek: Különösen a városi mikro járművek, egyszerűsítik a szerkezetet és javítják az energiaváltást.
Ipari automatizálási berendezések: kis robotok, AGV (automatikus irányított járművek) és más mezők, mivel hatékonyak és kompaktok.

Intelligens mobil eszközök: például az elektromos robogók, az elektromos kerekes székek stb. Könnyen integrálhatók és vezérelhetők.