Arbeidsprinsipp og strukturell analyse av motorhjulet

1. Hva er et motorhjul?

Motorhjul , ofte kjent som et motorhjul eller navmotor på kinesisk, er et drivsystem som direkte installerer en elektrisk motor i midten av hjulet. Det er forskjellig fra måten tradisjonelle kjøretøy overfører kraft til hjulene gjennom komplekse mekaniske strukturer som motorer, girkasser, drivaksler og differensialer, men lar motoren direkte drive rotasjonen av hjulene.

Denne utformingen kan spare mange mekaniske overføringsdeler, gjøre kjøretøystrukturen enklere og kompakte, redusere vekten til hele kjøretøyet, redusere mekaniske tap og forbedre den totale overføringseffektiviteten. Samtidig er denne teknologien spesielt egnet for lette og mellomstore kjøretøyer som elektriske sykler, elektriske motorsykler og elektriske kjøretøyer, og fremmer innovasjon og anvendelse av ny energikjøretøysteknologi.

2. Arbeidsprinsipp for motorhjul
Konvertering av elektrisk energi til mekanisk energi
Motoren i motorhjulet er vanligvis en børsteløs DC -motor (BLDC) eller en permanent magnetsynkronmotor (PMSM). Når batteriet leverer strøm til motoren gjennom det elektroniske kontrollsystemet, strømmer strømmen gjennom statoren som vikler for å generere et roterende magnetfelt. Dette magnetfeltet samhandler med de permanente magnetene på rotoren for å generere mekanisk dreiemoment.
Samhandling mellom magnetfelt og rotor
Rotoren er vanligvis laget av høy styrke permanent magnetisk materiale og installert i midten av hjulaksen. Når det roterende magnetfeltet som genereres av statorviklingen virker på rotoren, vil rotoren bli tiltrukket av den magnetiske kraften og rotere med den, og dermed føre hjulet til å rotere. Denne prosessen er veldig effektiv fordi motoren direkte driver hjulet, og unngår energitapet i tradisjonell mekanisk overføring.
Dreiemoment driver rattet direkte
Tradisjonelle kjøretøyer må overføre kraft gjennom flere mekanismer som drivaksler og girkasser, som har mekanisk friksjon og effektivitetstap. Motorhjulsdesignet installerer motoren direkte inne i hjulet, og motorens dreiemoment blir direkte konvertert til rotasjonskraften til hjulet, noe som forbedrer kraftoverføringseffektiviteten og responshastigheten.
Kontrollsystemet justerer hastighet og dreiemoment
Motorkontrolleren justerer amplituden og frekvensen av forsyningsstrømmen i sanntid i henhold til akselerasjons- og retardasjonskravene til kjøretøyet. Ved å kontrollere motorens hastighet og moment og moment, er den glatte start, akselerasjon og bremsing av kjøretøyet garantert. Samtidig kan regenerativ bremsing oppnås, og bremsenergien kan føres tilbake til batteriet for å forbedre utholdenheten.

3. Strukturen på motorhjulet
Rotor
Rotoren er den roterende delen av motoren, vanligvis laget av permanente magnetmaterialer med høy ytelse som neodymiske jernbor. Disse permanente magnetene produserer et stabilt og sterkt magnetfelt, som er nøkkelen til motorens dreiemomentgenerering. Rotoren er festet til hjulaksen og roterer med motorens drivkraft, og kjører rattet direkte for å rotere.
Stator
Statoren er en fast del installert inne i hjulnavet. Statoren består av en jernkjerne og en svingete spole. Etter at strømmen er slått på, genererer statorviklingen et roterende magnetfelt, som samhandler med rotormagnetfeltet for å generere drivkraft. Statorutformingen krever presisjon og viklingene er jevnt anordnet for å sikre et stabilt og effektivt magnetfelt.
Bæresystem
Lagre er viktige mekaniske komponenter som støtter normal rotasjon av rotoren og hjulene. Lager av høy kvalitet kan redusere friksjonen, sikre den stabile driften av rotoren og navet, og tåle de aksiale og radiale kreftene som ble generert av kjøretøyet under kjøring, noe som sikrer holdbarheten og påliteligheten til drivsystemet.
Hub
Huben bærer ikke bare motorkomponentene, men bærer også den mekaniske belastningen på hjulet. Det er den grunnleggende strukturen for dekkinstallasjon. Huben må ha god mekanisk styrke og korrosjonsmotstand, og også gi en effektiv varmeavlederkanal for motoren for å forhindre at motoren overopphetes.
Sensorer og kontrollenheter
For å oppnå presis kontroll er motorhjulet utstyrt med posisjonssensorer (for eksempel Hall -effektsensorer) og temperatursensorer. Posisjonssensoren brukes til å oppdage sanntidsvinkelen og hastigheten til rotoren og mate den tilbake til motorkontrolleren, som justerer gjeldende fase og amplitude deretter for å oppnå presis hastighetsregulering. Temperatursensoren beskytter motoren mot overoppheting og skade.

4. Fordeler med motorhjul

Kompakt struktur og romsparing: Det komplekse overføringssystemet elimineres, motoren og hjulet kombineres til en, og volumet til hele kjøretøyet reduseres.

Redusere mekanisk overføringstap og forbedring av effektiviteten: Friksjon og energitap reduseres ved å eliminere mellomkoblinger som overføringskjeder og gir.

Enkelt vedlikehold, ikke nødvendig å smøre kjeder eller gir: Reduser slitasje- og vedlikeholdskostnader for mekaniske deler.

Rask respons og direkte kraftoverføring: Kort akselerasjon og bremsing av responstid, mer sensitiv kjøreopplevelse.

Enkelt å oppnå intelligent kontroll og regenerativ bremsing: Effektiv energiledelse oppnås gjennom elektroniske kontrollsystemer for å forbedre utholdenhetsytelsen.

5. Søknadsområder
Motorhjulet er mye brukt i:
Elektriske sykler og elektriske motorsykler: Lys, lett å installere, høy effektivitet og forbedre opplevelsen av kortdistanse i byer.

Elektriske kjøretøy: Spesielt urbane mikrobiler, forenkle strukturen og forbedre strømresponsen.
Industrielt automatiseringsutstyr: Små roboter, AGV (automatiske guidede kjøretøyer) og andre felt, fordi de er effektive og kompakte.

Intelligente mobile enheter: for eksempel elektriske scootere, elektriske rullestoler osv., Er enkle å integrere og kontrollere.