Motor çarkının çalışma prensibi ve yapısal analizi

1. Motor tekerleği nedir?

Motor Çince'de yaygın olarak bir motor tekerleği veya göbek motoru olarak bilinen, doğrudan tekerleğin ortasına bir elektrik motoru takan bir tahrik sistemidir. Geleneksel araçların motorlar, şanzımanlar, tahrik milleri ve diferansiyeller gibi karmaşık mekanik yapılar aracılığıyla tekerleklere güç iletme biçiminden farklıdır, ancak motorun doğrudan tekerleklerin dönüşünü yönlendirmesini sağlar.

Bu tasarım, birçok mekanik şanzıman parçasını tasarruf edebilir, araç yapısını daha basit ve kompakt hale getirebilir, tüm aracın ağırlığını azaltabilir, mekanik kayıpları azaltabilir ve genel iletim verimliliğini artırabilir. Aynı zamanda, bu teknoloji özellikle elektrikli bisikletler, elektrikli motosikletler ve elektrikli araçlar gibi hafif ve orta ölçekli araçlar için uygundur ve yeni enerji aracı teknolojisinin yenilikçiliğini ve uygulanmasını teşvik eder.

2. Motor çarkının çalışma prensibi
Elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi
Motor tekerleğindeki motor genellikle fırçasız bir DC motor (BLDC) veya kalıcı mıknatıs senkron motor (PMSM). Pil, elektronik kontrol sistemi aracılığıyla motora güç sağladığında, dönen bir manyetik alan oluşturmak için akım stator sargısından akar. Bu manyetik alan, mekanik tork oluşturmak için rotor üzerindeki kalıcı mıknatıslarla etkileşime girer.
Manyetik alan ve rotor arasındaki etkileşim
Rotor genellikle yüksek mukavemetli kalıcı manyetik malzemeden yapılmıştır ve tekerlek ekseninin ortasına monte edilir. Stator sargısı tarafından üretilen dönen manyetik alan rotor üzerinde hareket ettiğinde, rotor manyetik kuvvet tarafından çekilecek ve onunla dönecek ve böylece tekerleği döndürecek. Bu işlem çok verimlidir, çünkü motor doğrudan tekerleği yönlendirir ve geleneksel mekanik iletimdeki enerji kaybından kaçınır.
Tork doğrudan tekerleği yönlendirir
Geleneksel araçların, mekanik sürtünme ve verimlilik kayıplarına sahip tahrik şaftları ve şanzımanlar gibi çoklu mekanizmalarla gücü iletmesi gerekir. Motor tekerlek tasarımı motoru doğrudan tekerleğin içine monte eder ve motorun torku doğrudan tekerleğin dönme gücüne dönüştürülür ve güç iletim verimliliğini ve tepki hızını büyük ölçüde iyileştirir.
Kontrol sistemi hız ve tork ayarlar
Motor kontrolörü, aracın hızlanma ve yavaşlama gereksinimlerine göre, besleme akımının genliğini ve sıklığını gerçek zamanlı olarak ayarlar. Motorun hızını ve torkunu tam olarak kontrol ederek, aracın düzgün çalıştırılması, hızlanması ve frenlenmesi garanti edilir. Aynı zamanda, rejeneratif frene ulaşılabilir ve fren enerjisi dayanıklılığı artırmak için batarya'ya geri beslenebilir.

3. Motor çarkının yapısı
Rotor
Rotor, genellikle neodimyum demir bor gibi yüksek performanslı kalıcı mıknatıs malzemelerinden yapılmış motorun dönen kısmıdır. Bu kalıcı mıknatıslar, motorun tork üretiminin anahtarı olan stabil ve güçlü bir manyetik alan üretir. Rotor tekerlek eksenine sabitlenir ve motorun tahriki ile döner ve doğrudan tekerleği döndürür.
Stator
Stator, tekerlek göbeğinin içine monte edilmiş sabit bir parçadır. Stator bir demir çekirdek ve sarma bobinden oluşur. Güç açıldıktan sonra, stator sargısı, itici güç üretmek için rotor manyetik alan ile etkileşime giren dönen bir manyetik alan üretir. Stator tasarımı hassasiyet gerektirir ve kararlı ve verimli bir manyetik alan sağlamak için sargılar eşit olarak düzenlenmiştir.
Taşıma sistemi
Rulmanlar, rotor ve tekerleklerin normal dönüşünü destekleyen anahtar mekanik bileşenlerdir. Yüksek kaliteli rulmanlar sürtünmeyi azaltabilir, rotor ve göbeğin sabit çalışmasını sağlayabilir ve sürüş sırasında araç tarafından üretilen eksenel ve radyal kuvvetlere dayanarak tahrik sisteminin dayanıklılığını ve güvenilirliğini sağlayabilir.
Hub
Hub sadece motor bileşenlerini taşımakla kalmaz, aynı zamanda tekerleğin mekanik yükünü de taşır. Lastik kurulumu için temel yapıdır. Hub, iyi mekanik mukavemet ve korozyon direncine sahip olmalı ve ayrıca motorun aşırı ısınmasını önlemek için motor için etkili bir ısı yayma kanalı sağlamalıdır.
Sensörler ve Kontrol Birimleri
Kesin kontrol elde etmek için motor tekerleği konum sensörleri (salon efekt sensörleri gibi) ve sıcaklık sensörleri ile donatılmıştır. Konum sensörü, rotorun gerçek zamanlı açısını ve hızını tespit etmek ve hassas hız düzenlemesine ulaşmak için geçerli fazı ve genliği buna göre ayarlayan motor kontrolörüne geri beslemek için kullanılır. Sıcaklık sensörü motoru aşırı ısınma ve hasardan korur.

4. Motor çarkının avantajları

Kompakt yapı ve boşluk tasarrufu: Karmaşık iletim sistemi ortadan kaldırılır, motor ve tekerlek bir olarak birleştirilir ve tüm aracın hacmi azalır.

Mekanik iletim kaybını azaltmak ve verimliliği iyileştirme: Şanzıman zincirleri ve dişliler gibi ara bağlantıları ortadan kaldırarak sürtünme ve enerji kaybı azalır.

Basit bakım, zincirleri veya dişlileri yağlamaya gerek yok: Mekanik parçaların aşınma ve bakım maliyetlerini azaltın.

Hızlı yanıt ve doğrudan güç iletimi: Kısa ivme ve frenleme tepkisi süresi, daha hassas sürüş deneyimi.

Akıllı kontrol ve rejeneratif frenleme elde edilmesi kolay: Dayanıklılık performansını artırmak için elektronik kontrol sistemleri aracılığıyla verimli enerji yönetimi elde edilir.

5. Uygulama Alanları
Motor çarkı şu şekillerde yaygın olarak kullanılmaktadır:
Elektrikli bisikletler ve elektrikli motosikletler: Işık, kurulumu kolay, yüksek verimlilik ve şehirlerde kısa mesafeli seyahat deneyimini geliştirin.

Elektrikli Araçlar: Özellikle kentsel mikro araçlar, yapıyı basitleştirin ve güç tepkisini iyileştirin.
Endüstriyel otomasyon ekipmanı: küçük robotlar, AGV (otomatik güdümlü araçlar) ve diğer alanlar, çünkü bunlar verimli ve kompakttır.

Akıllı Mobil Cihazlar: Elektrikli scooterlar, elektrikli tekerlekli sandalyeler vb. Gibi entegre edilmesi ve kontrol edilmesi kolaydır. .