Princípio de trabalho e análise estrutural da roda do motor

1. O que é uma roda de motor?

Roda do motor , comumente conhecido como roda de motor ou motor de cubo em chinês, é um sistema de acionamento que instala diretamente um motor elétrico no centro da roda. É diferente da maneira como os veículos tradicionais transmitem energia para as rodas através de estruturas mecânicas complexas, como motores, caixas de câmbio, eixos de acionamento e diferenciais, mas permitem que o motor acione diretamente a rotação das rodas.

Esse design pode economizar muitas peças de transmissão mecânica, tornar a estrutura do veículo mais simples e compacta, reduzir o peso de todo o veículo, reduzir as perdas mecânicas e melhorar a eficiência geral da transmissão. Ao mesmo tempo, essa tecnologia é particularmente adequada para veículos leves e de médio porte, como bicicletas elétricas, motocicletas elétricas e veículos elétricos, e promove a inovação e a aplicação da nova tecnologia de veículos energéticos.

2. Princípio de trabalho da roda do motor
Conversão de energia elétrica em energia mecânica
O motor na roda do motor geralmente é um motor CC sem escova (BLDC) ou um motor síncrono de ímã permanente (PMSM). Quando a bateria fornece energia ao motor através do sistema de controle eletrônico, a corrente flui através do enrolamento do estator para gerar um campo magnético rotativo. Este campo magnético interage com os ímãs permanentes no rotor para gerar torque mecânico.
Interação entre campo magnético e rotor
O rotor geralmente é feito de material magnético permanente de alta resistência e instalado no centro do eixo da roda. Quando o campo magnético rotativo gerado pelo enrolamento do estator atua no rotor, o rotor será atraído pela força magnética e gira com ele, dirigindo assim a roda para girar. Esse processo é muito eficiente porque o motor aciona diretamente a roda, evitando a perda de energia na transmissão mecânica tradicional.
Torque dirige diretamente a roda
Os veículos tradicionais precisam transmitir energia através de vários mecanismos, como eixos de acionamento e caixas de câmbio, que têm perdas mecânicas de atrito e eficiência. O design da roda do motor instala diretamente o motor dentro da roda e o torque do motor é diretamente convertido na potência rotacional da roda, melhorando bastante a eficiência da transmissão de energia e a velocidade de resposta.
O sistema de controle ajusta a velocidade e o torque
O controlador do motor ajusta a amplitude e a frequência da corrente de oferta em tempo real, de acordo com os requisitos de aceleração e desaceleração do veículo. Ao controlar com precisão a velocidade e o torque do motor, são garantidas o início suave, a aceleração e a frenagem do veículo. Ao mesmo tempo, a frenagem regenerativa pode ser alcançada e a energia de frenagem pode ser alimentada de volta à bateria para melhorar a resistência.

3. A estrutura da roda do motor
Rotor
O rotor é a parte rotativa do motor, geralmente feita de materiais de ímã permanente de alto desempenho, como o boro de ferro de neodímio. Esses ímãs permanentes produzem um campo magnético estável e forte, que é a chave para a geração de torque do motor. O rotor é fixado no eixo da roda e gira com o acionamento do motor, acionando diretamente a roda para girar.
Estator
O estator é uma peça fixa instalada dentro do cubo da roda. O estator consiste em um núcleo de ferro e uma bobina enrolada. Depois que a energia é ligada, o enrolamento do estator gera um campo magnético rotativo, que interage com o campo magnético do rotor para gerar força motriz. O design do estator requer precisão e os enrolamentos são dispostos uniformemente para garantir um campo magnético estável e eficiente.
Sistema de rolamentos
Os rolamentos são os principais componentes mecânicos que suportam a rotação normal do rotor e das rodas. Os rolamentos de alta qualidade podem reduzir o atrito, garantir a operação estável do rotor e do cubo e suportar as forças axiais e radiais geradas pelo veículo durante a direção, garantindo a durabilidade e a confiabilidade do sistema de acionamento.
Eixo
O cubo não apenas carrega os componentes do motor, mas também carrega a carga mecânica da roda. É a estrutura básica para a instalação dos pneus. O cubo deve ter uma boa resistência mecânica e resistência à corrosão e também fornecer um canal de dissipação de calor eficaz para o motor para impedir que o motor superaqueça.
Sensores e unidades de controle
Para obter controle preciso, a roda do motor é equipada com sensores de posição (como sensores de efeito Hall) e sensores de temperatura. O sensor de posição é usado para detectar o ângulo e a velocidade em tempo real do rotor e alimentá-lo de volta ao controlador do motor, que ajusta a fase atual e a amplitude de acordo para obter regulação precisa da velocidade. O sensor de temperatura protege o motor contra superaquecimento e dano.

4. Vantagens da roda do motor

Estrutura compacta e economia de espaço: o sistema de transmissão complexo é eliminado, o motor e a roda são combinados em um e o volume de todo o veículo é reduzido.

Reduzindo a perda de transmissão mecânica e melhorando a eficiência: o atrito e a perda de energia são reduzidos ao eliminar links intermediários, como cadeias e engrenagens de transmissão.

Manutenção simples, sem necessidade de lubrificar as cadeias ou engrenagens: reduza os custos de desgaste e manutenção de peças mecânicas.

Resposta rápida e transmissão direta de energia: aceleração curta e tempo de resposta de frenagem, experiência de direção mais sensível.

Fácil de obter controle inteligente e frenagem regenerativa: o gerenciamento eficiente de energia é alcançado através de sistemas de controle eletrônico para melhorar o desempenho da resistência.

5. Áreas de aplicação
A roda do motor é amplamente usada em:
Biciciclas elétricas e motocicletas elétricas: leve, fácil de instalar, alta eficiência e melhorar a experiência de viagens de curta distância nas cidades.

Veículos elétricos: especialmente micro veículos urbanos, simplifique a estrutura e melhore a resposta de energia.
Equipamento de automação industrial: robôs pequenos, AGV (veículos guiados automáticos) e outros campos, porque são eficientes e compactos.

Dispositivos móveis inteligentes: como scooters elétricos, cadeiras de rodas elétricas, etc., são fáceis de integrar e controlar.