اصل کار و تجزیه و تحلیل ساختاری چرخ موتور

1. چرخ موتور چیست؟

چرخ موتور ، معمولاً به عنوان چرخ موتور یا توپی به زبان چینی شناخته می شود ، یک سیستم درایو است که مستقیماً یک موتور الکتریکی را در مرکز چرخ نصب می کند. این متفاوت از نحوه انتقال وسایل نقلیه سنتی از طریق ساختارهای مکانیکی پیچیده مانند موتورها ، گیربکس ها ، شفت های درایو و دیفرانسیل ها است ، اما به موتور اجازه می دهد تا چرخش چرخ ها را مستقیماً هدایت کند.

این طرح می تواند بسیاری از قطعات انتقال مکانیکی را صرفه جویی کند ، ساختار وسیله نقلیه را ساده تر و فشرده تر کند ، وزن کل وسیله نقلیه را کاهش دهد ، تلفات مکانیکی را کاهش داده و راندمان انتقال کلی را بهبود بخشد. در عین حال ، این فناوری به ویژه برای وسایل نقلیه سبک و متوسط مانند دوچرخه برقی ، موتور سیکلت برقی و وسایل نقلیه برقی مناسب است و نوآوری و کاربرد فناوری جدید وسیله نقلیه انرژی را ارتقا می بخشد.

ترتیب. اصل کار چرخ موتور
تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی
موتور در چرخ موتور معمولاً یک موتور DC بدون برس (BLDC) یا یک موتور همزمان مگنت دائمی (PMSM) است. هنگامی که باتری از طریق سیستم کنترل الکترونیکی به موتور تأمین می شود ، جریان از طریق سیم پیچ استاتور جریان می یابد تا یک میدان مغناطیسی در حال چرخش ایجاد شود. این میدان مغناطیسی با آهنرباهای دائمی روی روتور برای تولید گشتاور مکانیکی در تعامل است.
تعامل بین میدان مغناطیسی و روتور
روتور معمولاً از مواد مغناطیسی دائمی با مقاومت بالا ساخته شده و در مرکز محور چرخ نصب می شود. هنگامی که میدان مغناطیسی چرخان تولید شده توسط سیم پیچ استاتور روی روتور عمل می کند ، روتور توسط نیروی مغناطیسی جذب می شود و با آن می چرخد و در نتیجه چرخ را برای چرخش سوق می دهد. این فرآیند بسیار کارآمد است زیرا موتور مستقیماً چرخ را هدایت می کند و از از بین رفتن انرژی در انتقال مکانیکی سنتی جلوگیری می کند.
گشتاور مستقیماً چرخ را هدایت می کند
وسایل نقلیه سنتی باید از طریق مکانیسم های متعدد مانند شفت های درایو و گیربکس ، که دارای اصطکاک مکانیکی و تلفات کارایی هستند ، قدرت را منتقل کنند. طراحی چرخ موتور به طور مستقیم موتور را درون چرخ نصب می کند و گشتاور موتور مستقیماً به قدرت چرخشی چرخ تبدیل می شود و باعث افزایش بازده انتقال برق و سرعت پاسخ می شود.
سیستم کنترل سرعت و گشتاور را تنظیم می کند
کنترل کننده موتور دامنه و فرکانس جریان عرضه را در زمان واقعی با توجه به شتاب و الزامات کاهش سرعت وسیله نقلیه تنظیم می کند. با کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتور ، شروع صاف ، شتاب و ترمز وسیله نقلیه تضمین می شود. در عین حال ، ترمز احیا کننده قابل دستیابی است و انرژی ترمز را می توان برای بهبود استقامت به باتری بازگرداند.

3 ساختار چرخ موتور
روتور
روتور قسمت چرخشی موتور است که معمولاً از مواد آهنربای دائمی با کارایی بالا مانند بور آهن نئودیمیوم ساخته شده است. این آهنرباهای دائمی یک میدان مغناطیسی پایدار و قوی تولید می کنند که کلید تولید گشتاور موتور است. روتور به محور چرخ ثابت شده و با درایو موتور می چرخد و مستقیماً چرخ را برای چرخش رانندگی می کند.
پتور
استاتور یک قسمت ثابت است که در داخل مرکز چرخ نصب شده است. استاتور از هسته آهنی و سیم پیچ سیم پیچ تشکیل شده است. پس از روشن شدن برق ، سیم پیچ استاتور یک میدان مغناطیسی در حال چرخش ایجاد می کند ، که برای تولید نیروی محرک با میدان مغناطیسی روتور در تعامل است. طراحی استاتور به دقت نیاز دارد و سیم پیچ ها به طور مساوی ترتیب داده می شوند تا از یک میدان مغناطیسی پایدار و کارآمد اطمینان حاصل شود.
سیستم بلبرینگ
یاتاقان ها اجزای اصلی مکانیکی هستند که از چرخش طبیعی روتور و چرخ ها پشتیبانی می کنند. یاتاقان های با کیفیت بالا می توانند اصطکاک را کاهش دهند ، عملکرد پایدار روتور و توپی را تضمین کنند و در برابر نیروهای محوری و شعاعی تولید شده توسط وسیله نقلیه در حین رانندگی مقاومت کنند و از دوام و قابلیت اطمینان سیستم درایو اطمینان حاصل کنند.
قطب
توپی نه تنها اجزای موتور را حمل می کند ، بلکه بار مکانیکی چرخ را نیز تحمل می کند. این ساختار اساسی برای نصب تایر است. توپی باید از استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی برخوردار باشد و همچنین یک کانال اتلاف گرما موثر برای موتور فراهم کند تا از گرم شدن بیش از حد موتور جلوگیری کند.
سنسورها و واحدهای کنترل
برای دستیابی به کنترل دقیق ، چرخ موتور مجهز به سنسورهای موقعیت (مانند سنسورهای اثر هال) و سنسورهای دما است. از سنسور موقعیت برای تشخیص زاویه و سرعت روتور در زمان واقعی استفاده می شود و آن را به کنترلر موتور باز می گرداند ، که برای دستیابی به تنظیم دقیق سرعت ، فاز و دامنه فعلی را تنظیم می کند. سنسور دما از موتور در برابر گرمای بیش از حد و آسیب محافظت می کند.

4. مزایای چرخ موتور

ساختار جمع و جور و صرفه جویی در فضا: سیستم انتقال پیچیده از بین می رود ، موتور و چرخ به یک ترکیب می شوند و حجم کل وسیله نقلیه کاهش می یابد.

کاهش از دست دادن انتقال مکانیکی و بهبود کارآیی: اصطکاک و از دست دادن انرژی با از بین بردن پیوندهای میانی مانند زنجیره های انتقال و چرخ دنده ها کاهش می یابد.

تعمیر و نگهداری ساده ، نیازی به روغن کاری زنجیرها یا چرخ دنده ها: کاهش هزینه های سایش و نگهداری قطعات مکانیکی.

پاسخ سریع و انتقال مستقیم قدرت: شتاب کوتاه و زمان پاسخ ترمز ، تجربه رانندگی حساس تر.

دستیابی به کنترل هوشمند و ترمز احیا کننده آسان: مدیریت انرژی کارآمد از طریق سیستم های کنترل الکترونیکی برای بهبود عملکرد استقامت حاصل می شود.

5. مناطق کاربردی
چرخ موتور به طور گسترده ای در:
دوچرخه های برقی و موتور سیکلت های برقی: سبک ، نصب آسان ، راندمان بالا و بهبود تجربه سفر از راه دور در شهرها.

وسایل نقلیه برقی: به ویژه وسایل نقلیه میکرو شهری ، ساختار را ساده کرده و پاسخ قدرت را بهبود می بخشد.
تجهیزات اتوماسیون صنعتی: روبات های کوچک ، AGV (وسایل نقلیه هدایت شده اتوماتیک) و سایر زمینه ها ، زیرا آنها کارآمد و جمع و جور هستند.

دستگاه های تلفن همراه هوشمند: مانند اسکوتر برقی ، صندلی های چرخدار برقی و غیره ، ادغام و کنترل آن آسان است. $ $