Arbejdsprincip og strukturel analyse af motorhjul

1. Hvad er et motorhjul?

Motorhjul , almindeligt kendt som et motorhjul eller hubmotor på kinesisk, er et drevsystem, der direkte installerer en elektrisk motor i midten af hjulet. Det er forskelligt fra den måde, traditionelle køretøjer overfører strøm til hjulene gennem komplekse mekaniske strukturer såsom motorer, gearkasser, driver aksler og differentier, men giver motoren mulighed for direkte at drive rotationen af hjulene.

Dette design kan spare en masse mekaniske transmissionsdele, gøre køretøjets struktur mere enkel og kompakt, reducere vægten af hele køretøjet, reducere mekaniske tab og forbedre den samlede transmissionseffektivitet. På samme tid er denne teknologi især velegnet til lette og mellemstore køretøjer såsom elektriske cykler, elektriske motorcykler og elektriske køretøjer og fremmer innovation og anvendelse af ny energikøretøjsteknologi.

2. Arbejdsprincippet om motorhjul
Konvertering af elektrisk energi til mekanisk energi
Motoren i motorhjulet er normalt en børstfri DC -motor (BLDC) eller en permanent magnetsynkronmotor (PMSM). Når batteriet leverer strøm til motoren gennem det elektroniske styresystem, strømmer strøm gennem statorviklingen for at generere et roterende magnetfelt. Dette magnetfelt interagerer med de permanente magneter på rotoren for at generere mekanisk drejningsmoment.
Interaktion mellem magnetfelt og rotor
Rotoren er normalt lavet af højstyrke permanent magnetisk materiale og installeret i midten af hjulaksen. Når det roterende magnetfelt genereret af statorviklingen fungerer på rotoren, vil rotoren blive tiltrukket af den magnetiske kraft og rotere med den og derved føre hjulet for at rotere. Denne proces er meget effektiv, fordi motoren direkte driver hjulet og undgår energitab i traditionel mekanisk transmission.
Drejningsmoment driver direkte hjulet
Traditionelle køretøjer skal overføre strøm gennem flere mekanismer såsom drivaksler og gearkasser, som har mekanisk friktion og effektivitetstab. Motorhjulsdesignet installerer direkte motoren inde i hjulet, og motorens drejningsmoment omdannes direkte til hjulets rotationseffekt, hvilket forbedrer kraftoverførselseffektiviteten og responshastigheden.
Kontrolsystem justerer hastighed og drejningsmoment
Motorcontrolleren justerer amplituden og hyppigheden af forsyningsstrømmen i realtid i henhold til køretøjets accelerations- og decelerationskrav. Ved nøjagtigt at kontrollere motorens hastighed og drejningsmoment er den glatte start, acceleration og bremsning af køretøjet garanteret. På samme tid kan regenerativ bremsning opnås, og bremseenergien kan føres tilbage til batteriet for at forbedre udholdenhed.

3.. Strukturen af motorhjulet
Rotor
Rotoren er den roterende del af motoren, der normalt er lavet af høje ydeevne permanente magnetmaterialer såsom neodymium jernbor. Disse permanente magneter producerer et stabilt og stærkt magnetfelt, som er nøglen til motorens drejningsmomentgenerering. Rotoren er fastgjort til hjulaksen og roterer med motorens drivkraft og kører direkte rattet for at rotere.
Stator
Statoren er en fast del installeret inde i hjulnavet. Statoren består af en jernkerne og en snoet spole. Når strømmen er tændt, genererer statorviklingen et roterende magnetfelt, der interagerer med det rotormagnetiske felt for at generere drivkraft. Statordesignet kræver præcision, og viklingerne er jævnt arrangeret for at sikre et stabilt og effektivt magnetfelt.
Bæresystem
Lejer er nøglemekaniske komponenter, der understøtter den normale rotation af rotoren og hjulene. Lejer af høj kvalitet kan reducere friktion, sikre den stabile drift af rotoren og knudepunktet og modstå de aksiale og radiale kræfter, der genereres af køretøjet under kørsel, hvilket sikrer holdbarheden og pålideligheden af drevsystemet.
Hub
Huben bærer ikke kun motorkomponenterne, men bærer også hjulets mekaniske belastning. Det er den grundlæggende struktur til dækinstallation. Huben skal have god mekanisk styrke og korrosionsbestandighed og også tilvejebringe en effektiv varmeafledningskanal for motoren for at forhindre, at motoren overophedes.
Sensorer og kontrolenheder
For at opnå præcis kontrol er motorhjulet udstyret med positionssensorer (såsom Hall Effect -sensorer) og temperatursensorer. Positionssensoren bruges til at detektere rotorens realtidsvinkel og hastighed og fodre den tilbage til motorkontrolleren, som justerer den aktuelle fase og amplitude i overensstemmelse hermed for at opnå præcis hastighedsregulering. Temperaturføleren beskytter motoren mod overophedning og skader.

4. Fordele ved motorhjul

Kompakt struktur og rumbesparelse: Det komplekse transmissionssystem elimineres, motoren og hjulet kombineres til en, og volumenet af hele køretøjet reduceres.

Reduktion af mekanisk transmissionstab og forbedring af effektiviteten: Friktion og energitab reduceres ved at eliminere mellemliggende links, såsom transmissionskæder og gear.

Enkel vedligeholdelse, ingen grund til at smøre kæder eller gear: Reducer slidomkostninger for mekaniske dele.

Hurtig respons og direkte kraftoverførsel: Kort acceleration og bremse responstid, mere følsom køreoplevelse.

Let at opnå intelligent kontrol og regenerativ bremsning: Effektiv energistyring opnås gennem elektroniske kontrolsystemer for at forbedre udholdenhedsydelse.

5. Anvendelsesområder
Motorhjul er vidt brugt i:
Elektriske cykler og elektriske motorcykler: Let, let at installere, høj effektivitet og forbedre oplevelsen af kortdistanser i byer.

Elektriske køretøjer: Især byens mikro -køretøjer, forenkler strukturen og forbedrer strømresponsen.
Industrielt automatiseringsudstyr: Små robotter, AGV (automatiske guidede køretøjer) og andre felter, fordi de er effektive og kompakte.

Intelligente mobile enheder: såsom elektriske scootere, elektriske kørestole osv. Er lette at integrere og kontrollere.