Prinsip kerja dan analisis struktural roda motor

1. Apa itu roda motor?

Roda motor , umumnya dikenal sebagai roda motor atau motor hub dalam bahasa Cina, adalah sistem penggerak yang secara langsung memasang motor listrik di tengah roda. Ini berbeda dari cara kendaraan tradisional mengirimkan daya ke roda melalui struktur mekanis yang kompleks seperti mesin, gearbox, poros penggerak dan diferensial, tetapi memungkinkan motor untuk secara langsung menggerakkan rotasi roda.

Desain ini dapat menghemat banyak bagian transmisi mekanis, membuat struktur kendaraan lebih sederhana dan kompak, mengurangi berat seluruh kendaraan, mengurangi kehilangan mekanis, dan meningkatkan efisiensi transmisi secara keseluruhan. Pada saat yang sama, teknologi ini sangat cocok untuk kendaraan ringan dan menengah seperti sepeda listrik, sepeda motor listrik dan kendaraan listrik, dan mempromosikan inovasi dan penerapan teknologi kendaraan energi baru.

2. Prinsip kerja roda motor
Konversi energi listrik menjadi energi mekanik
Motor di roda motor biasanya merupakan motor DC tanpa sikat (BLDC) atau motor sinkron magnet permanen (PMSM). Ketika baterai memasok daya ke motor melalui sistem kontrol elektronik, arus mengalir melalui gulungan stator untuk menghasilkan medan magnet yang berputar. Medan magnet ini berinteraksi dengan magnet permanen pada rotor untuk menghasilkan torsi mekanis.
Interaksi antara medan magnet dan rotor
Rotor biasanya terbuat dari bahan magnetik permanen berkekuatan tinggi dan dipasang di tengah sumbu roda. Ketika medan magnet yang berputar yang dihasilkan oleh stator berliku bekerja pada rotor, rotor akan tertarik oleh gaya magnet dan berputar dengannya, sehingga mendorong roda untuk berputar. Proses ini sangat efisien karena motor secara langsung menggerakkan roda, menghindari kehilangan energi dalam transmisi mekanik tradisional.
Torsi langsung menggerakkan roda
Kendaraan tradisional perlu mengirimkan daya melalui beberapa mekanisme seperti poros penggerak dan gearbox, yang memiliki gesekan mekanis dan kerugian efisiensi. Desain roda motor secara langsung memasang motor di dalam roda, dan torsi motor secara langsung dikonversi menjadi daya rotasi roda, sangat meningkatkan efisiensi transmisi daya dan kecepatan respons.
Sistem kontrol menyesuaikan kecepatan dan torsi
Pengontrol motor menyesuaikan amplitudo dan frekuensi arus pasokan secara real time sesuai dengan persyaratan percepatan dan perlambatan kendaraan. Dengan tepat mengendalikan kecepatan dan torsi motor, awal yang halus, akselerasi dan pengereman kendaraan dijamin. Pada saat yang sama, pengereman regeneratif dapat dicapai, dan energi pengereman dapat diumpankan kembali ke baterai untuk meningkatkan daya tahan.

3. Struktur roda motor
Rotor
Rotor adalah bagian yang berputar dari motor, biasanya terbuat dari bahan magnet permanen berkinerja tinggi seperti boron besi neodymium. Magnet permanen ini menghasilkan medan magnet yang stabil dan kuat, yang merupakan kunci untuk generasi torsi motor. Rotor dipasang pada sumbu roda dan berputar dengan penggerak motor, langsung menggerakkan roda untuk berputar.
Stator
Stator adalah bagian tetap yang dipasang di dalam hub roda. Stator terdiri dari inti besi dan kumparan berliku. Setelah daya dihidupkan, belitan stator menghasilkan medan magnet yang berputar, yang berinteraksi dengan medan magnet rotor untuk menghasilkan gaya pendorong. Desain stator membutuhkan presisi dan belitan diatur secara merata untuk memastikan medan magnet yang stabil dan efisien.
Sistem bantalan
Bantalan adalah komponen mekanis utama yang mendukung rotasi normal rotor dan roda. Bantalan berkualitas tinggi dapat mengurangi gesekan, memastikan operasi rotor dan hub yang stabil, dan menahan gaya aksial dan radial yang dihasilkan oleh kendaraan selama mengemudi, memastikan daya tahan dan keandalan sistem penggerak.
Pusat
Hub tidak hanya membawa komponen motor, tetapi juga memiliki beban mekanis roda. Ini adalah struktur dasar untuk pemasangan ban. Hub harus memiliki kekuatan mekanik yang baik dan resistensi korosi, dan juga menyediakan saluran disipasi panas yang efektif untuk motor untuk mencegah motor menjadi terlalu panas.
Sensor dan unit kontrol
Untuk mencapai kontrol yang tepat, roda motor dilengkapi dengan sensor posisi (seperti sensor efek Hall) dan sensor suhu. Sensor posisi digunakan untuk mendeteksi sudut waktu nyata dan kecepatan rotor dan memasukkannya kembali ke pengontrol motor, yang menyesuaikan fase dan amplitudo saat ini untuk mencapai regulasi kecepatan yang tepat. Sensor suhu melindungi motor dari panas berlebih dan kerusakan.

4. Keuntungan roda motor

Struktur kompak dan penghematan ruang: Sistem transmisi yang kompleks dihilangkan, motor dan roda digabungkan menjadi satu, dan volume seluruh kendaraan berkurang.

Mengurangi kehilangan transmisi mekanis dan meningkatkan efisiensi: gesekan dan kehilangan energi dikurangi dengan menghilangkan hubungan antara seperti rantai transmisi dan roda gigi.

Pemeliharaan sederhana, tidak perlu melumasi rantai atau roda gigi: mengurangi biaya keausan dan pemeliharaan bagian mekanis.

Respons cepat dan transmisi daya langsung: Akselerasi pendek dan waktu respons pengereman, pengalaman berkendara yang lebih sensitif.

Mudah untuk mencapai kontrol cerdas dan pengereman regeneratif: Manajemen energi yang efisien dicapai melalui sistem kontrol elektronik untuk meningkatkan kinerja daya tahan.

5. Area aplikasi
Roda motor banyak digunakan di:
Sepeda listrik dan sepeda motor listrik: ringan, mudah dipasang, efisiensi tinggi, dan meningkatkan pengalaman perjalanan jarak pendek di kota-kota.

Kendaraan Listrik: Terutama kendaraan mikro perkotaan, menyederhanakan struktur dan meningkatkan respons daya.
Peralatan Otomasi Industri: Robot Kecil, AGV (Kendaraan Terpandu Otomatis) dan Bidang lainnya, karena mereka efisien dan kompak.

Perangkat seluler cerdas: seperti skuter listrik, kursi roda listrik, dll., Mudah untuk diintegrasikan dan dikendalikan.