Principe de travail et analyse structurelle de la roue moteur

1. Qu'est-ce qu'une roue moteur?

Roue moteur , communément appelé moteur ou moteur de moyeu en chinois, est un système d'entraînement qui installe directement un moteur électrique au centre de la roue. Il est différent de la façon dont les véhicules traditionnels transmettent la puissance aux roues à travers des structures mécaniques complexes telles que les moteurs, les boîtes de vitesses, les arbres de conduite et les différentiels, mais permet au moteur de conduire directement la rotation des roues.

Cette conception peut économiser de nombreuses pièces de transmission mécanique, rendre la structure du véhicule plus simple et compacte, réduire le poids de l'ensemble du véhicule, réduire les pertes mécaniques et améliorer l'efficacité globale de transmission. Dans le même temps, cette technologie convient particulièrement aux véhicules légers et de taille moyenne tels que les vélos électriques, les motos électriques et les véhicules électriques, et favorise l'innovation et l'application de nouvelles technologies de véhicules énergétiques.

2. Principe de travail de la roue moteur
Conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique
Le moteur dans la roue du moteur est généralement un moteur CC sans balais (BLDC) ou un moteur synchrone à aimant permanent (PMSM). Lorsque la batterie alimente le moteur à travers le système de commande électronique, le courant traverse l'enroulement du stator pour générer un champ magnétique rotatif. Ce champ magnétique interagit avec les aimants permanents sur le rotor pour générer un couple mécanique.
Interaction entre le champ magnétique et le rotor
Le rotor est généralement en matériau magnétique permanent à haute résistance et installé au centre de l'axe de roue. Lorsque le champ magnétique rotatif généré par l'enroulement du stator agit sur le rotor, le rotor sera attiré par la force magnétique et tournera avec lui, entraînant ainsi la roue pour tourner. Ce processus est très efficace car le moteur entraîne directement la roue, évitant la perte d'énergie dans la transmission mécanique traditionnelle.
Le couple entraîne directement la roue
Les véhicules traditionnels doivent transmettre la puissance grâce à plusieurs mécanismes tels que les arbres d'entraînement et les boîtes de vitesses, qui ont des pertes de friction et d'efficacité mécaniques. La conception de la roue du moteur installe directement le moteur à l'intérieur de la roue et le couple du moteur est directement converti en puissance de rotation de la roue, améliorant considérablement l'efficacité de transmission et la vitesse de réponse.
Le système de contrôle ajuste la vitesse et le couple
Le contrôleur du moteur ajuste l'amplitude et la fréquence du courant d'alimentation en temps réel en fonction des exigences d'accélération et de décélération du véhicule. En contrôlant précisément la vitesse et le couple du moteur, le démarrage en douceur, l'accélération et le freinage du véhicule sont garantis. Dans le même temps, le freinage régénératif peut être réalisé et l'énergie de freinage peut être renvoyée à la batterie pour améliorer l'endurance.

3. La structure de la roue du moteur
Rotor
Le rotor est la partie rotative du moteur, généralement composée de matériaux aimants permanents à haute performance tels que le bore de fer néodymique. Ces aimants permanents produisent un champ magnétique stable et fort, qui est la clé de la génération de couple du moteur. Le rotor est fixé à l'axe de la roue et tourne avec le lecteur du moteur, conduisant directement la roue pour tourner.
Stator
Le stator est une pièce fixe installée à l'intérieur du moyeu de roue. Le stator se compose d'un noyau de fer et d'une bobine sinueuse. Une fois la puissance activée, l'enroulement du stator génère un champ magnétique rotatif, qui interagit avec le champ magnétique du rotor pour générer la force motrice. La conception du stator nécessite une précision et les enroulements sont régulièrement disposés pour assurer un champ magnétique stable et efficace.
Système de roulement
Les roulements sont des composants mécaniques clés qui soutiennent la rotation normale du rotor et des roues. Les roulements de haute qualité peuvent réduire les frictions, assurer le fonctionnement stable du rotor et du centre, et résister aux forces axiales et radiales générées par le véhicule pendant la conduite, en garantissant la durabilité et la fiabilité du système d'entraînement.
Moyeu
Le moyeu transporte non seulement les composants du moteur, mais porte également la charge mécanique de la roue. Il s'agit de la structure de base de l'installation des pneus. Le concentrateur doit avoir une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à la corrosion, et également fournir un canal de dissipation de chaleur efficace pour le moteur pour empêcher le moteur de surchauffer.
Capteurs et unités de contrôle
Afin d'obtenir un contrôle précis, la roue du moteur est équipée de capteurs de position (tels que des capteurs d'effet de hall) et des capteurs de température. Le capteur de position est utilisé pour détecter l'angle et la vitesse en temps réel du rotor et le renvoyer au contrôleur du moteur, ce qui ajuste la phase actuelle et l'amplitude en conséquence pour atteindre une régulation précise de la vitesse. Le capteur de température protège le moteur de la surchauffe et des dommages.

4. Avantages de la roue moteur

Structure compacte et économie d'espace: le système de transmission complexe est éliminé, le moteur et la roue sont combinés en un seul et le volume de l'ensemble du véhicule est réduit.

La réduction de la perte de transmission mécanique et de l'amélioration de l'efficacité: la frottement et la perte d'énergie sont réduites en éliminant les liens intermédiaires tels que les chaînes de transmission et les engrenages.

Entretien simple, pas besoin de lubrifier les chaînes ou les engrenages: réduire les coûts d'usure et d'entretien des pièces mécaniques.

Réponse rapide et transmission de puissance directe: courte accélération et temps de réponse de freinage, expérience de conduite plus sensible.

Facile à obtenir un contrôle intelligent et un freinage régénératif: une gestion efficace de l'énergie est obtenue par le biais de systèmes de contrôle électronique pour améliorer les performances d'endurance.

5. Zones d'application
La roue du moteur est largement utilisée dans:
Bicycles électriques et motos électriques: léger, facile à installer, à haute efficacité et améliorer l'expérience des voyages à courte distance dans les villes.

Véhicules électriques: en particulier les micro-véhicules urbains, simplifier la structure et améliorer la réponse électrique.
Équipement d'automatisation industrielle: petits robots, AGV (véhicules guidés automatiques) et autres champs, car ils sont efficaces et compacts.

Les appareils mobiles intelligents: tels que les scooters électriques, les fauteuils roulants électriques, etc., sont faciles à intégrer et à contrôler.