Principio di lavoro e analisi strutturale della ruota del motore

1. Cos'è una ruota del motore?

Ruota del motore , comunemente noto come ruota del motore o motore del mozzo in cinese, è un sistema di trasmissione che installa direttamente un motore elettrico al centro della ruota. È diverso dal modo in cui i veicoli tradizionali trasmettono energia alle ruote attraverso complesse strutture meccaniche come motori, cambi, alberi di trasmissione e differenziali, ma consente al motore di guidare direttamente la rotazione delle ruote.

Questo design può risparmiare molte parti di trasmissione meccanica, rendere la struttura del veicolo più semplice e compatta, ridurre il peso dell'intero veicolo, ridurre le perdite meccaniche e migliorare l'efficienza di trasmissione complessiva. Allo stesso tempo, questa tecnologia è particolarmente adatta per veicoli leggeri e di medie dimensioni come biciclette elettriche, motociclette elettriche e veicoli elettrici e promuove l'innovazione e l'applicazione della nuova tecnologia dei veicoli energetici.

2. Principio di lavoro della ruota del motore
Conversione dell'energia elettrica in energia meccanica
Il motore nella ruota del motore è di solito un motore CC senza spazzole (BLDC) o un motore sincrono a magnete permanente (PMSM). Quando la batteria fornisce l'alimentazione al motore attraverso il sistema di controllo elettronico, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento dello statore per generare un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico interagisce con i magneti permanenti sul rotore per generare coppia meccanica.
Interazione tra campo magnetico e rotore
Il rotore è generalmente realizzato in materiale magnetico permanente ad alta resistenza e installato al centro dell'asse della ruota. Quando il campo magnetico rotante generato dall'avvolgimento dello statore agisce sul rotore, il rotore sarà attratto dalla forza magnetica e ruota con esso, spingendo così la ruota a ruotare. Questo processo è molto efficiente perché il motore guida direttamente la ruota, evitando la perdita di energia nella trasmissione meccanica tradizionale.
La coppia guida direttamente la ruota
I veicoli tradizionali devono trasmettere energia attraverso più meccanismi come alberi di trasmissione e cambi, che hanno perdite di attrito meccanico e efficienza. Il design della ruota del motore installa direttamente il motore all'interno della ruota e la coppia del motore viene convertita direttamente nella potenza rotazionale della ruota, migliorando notevolmente l'efficienza della trasmissione di potenza e la velocità di risposta.
Il sistema di controllo regola la velocità e la coppia
Il controller del motore regola l'ampiezza e la frequenza della corrente di alimentazione in tempo reale in base ai requisiti di accelerazione e decelerazione del veicolo. Controllando con precisione la velocità e la coppia del motore, sono garantiti l'avvio regolare, l'accelerazione e la frenata del veicolo. Allo stesso tempo, può essere raggiunta la frenata rigenerativa e l'energia di frenata può essere restituita alla batteria per migliorare la resistenza.

3. La struttura della ruota del motore
Rotore
Il rotore è la parte rotante del motore, generalmente realizzata con materiali a magneti permanenti ad alte prestazioni come il boro di ferro neodimio. Questi magneti permanenti producono un campo magnetico stabile e forte, che è la chiave per la generazione di coppia del motore. Il rotore è fissato sull'asse della ruota e ruota con l'unità del motore, guidando direttamente la ruota per ruotare.
Statore
Lo statore è una parte fissa installata all'interno del mozzo della ruota. Lo statore è costituito da un nucleo di ferro e una bobina tortuosa. Dopo l'accensione della potenza, l'avvolgimento dello statore genera un campo magnetico rotante, che interagisce con il campo magnetico del rotore per generare forza motrice. Il design dello statore richiede precisione e gli avvolgimenti sono uniformemente disposti per garantire un campo magnetico stabile ed efficiente.
Sistema di cuscinetti
I cuscinetti sono componenti meccanici chiave che supportano la normale rotazione del rotore e delle ruote. I cuscinetti di alta qualità possono ridurre l'attrito, garantire il funzionamento stabile del rotore e del mozzo e resistere alle forze assiali e radiali generate dal veicolo durante la guida, garantendo la durata e l'affidabilità del sistema di trasmissione.
Centro
Il mozzo non solo trasporta i componenti del motore, ma porta anche il carico meccanico della ruota. È la struttura di base per l'installazione dei pneumatici. L'hub deve avere una buona resistenza meccanica e resistenza alla corrosione e fornire anche un efficace canale di dissipazione del calore per il motore per impedire il surriscaldamento del motore.
Sensori e unità di controllo
Per ottenere un controllo preciso, la ruota del motore è dotata di sensori di posizione (come sensori di effetto Hall) e sensori di temperatura. Il sensore di posizione viene utilizzato per rilevare l'angolo e la velocità in tempo reale del rotore e alimentarlo al controller del motore, che regola la fase corrente e l'ampiezza di conseguenza per ottenere una regolazione precisa della velocità. Il sensore di temperatura protegge il motore dal surriscaldamento e dai danni.

4. Vantaggi della ruota del motore

Struttura compatta e risparmio di spazio: il sistema di trasmissione complesso viene eliminato, il motore e la ruota sono combinati in uno e il volume dell'intero veicolo viene ridotto.

Ridurre la perdita di trasmissione meccanica e migliorare l'efficienza: l'attrito e la perdita di energia sono ridotti eliminando i collegamenti intermedi come catene di trasmissione e ingranaggi.

Manutenzione semplice, non è necessario lubrificare le catene o gli ingranaggi: ridurre i costi di usura e manutenzione delle parti meccaniche.

Risposta rapida e trasmissione di potenza diretta: breve accelerazione e frenata tempo di risposta, esperienza di guida più sensibile.

Facile da ottenere un controllo intelligente e una frenata rigenerativa: la gestione efficiente dell'energia si ottiene attraverso sistemi di controllo elettronico per migliorare le prestazioni di resistenza.

5. Aree di applicazione
La ruota del motore è ampiamente utilizzata in:
Biciclette elettriche e motociclette elettriche: luce, facile da installare, alta efficienza e migliorare l'esperienza dei viaggi a breve distanza nelle città.

Veicoli elettrici: in particolare i micro veicoli urbani, semplificano la struttura e migliorano la risposta all'alimentazione.
Attrezzature di automazione industriale: piccoli robot, AGV (veicoli guidati automatici) e altri campi, perché sono efficienti e compatti.

Dispositivi mobili intelligenti: come scooter elettrici, sedie a rotelle elettriche, ecc., Sono facili da integrare e controllare. .