Cos’è un motore per bici elettrica

Il motore per bici elettrica è utilizzato come motore di trazione per biciclette elettriche. A seconda dell’ambiente di utilizzo e della frequenza, la forma può variare. Diversi tipi di motori hanno caratteristiche differenti. Attualmente, il motore a corrente continua a magneti permanenti è ampiamente utilizzato nei motori per biciclette elettriche. Il motore per biciclette elettriche è suddiviso in base alla forma di alimentazione del motore, che può essere classificato in due categorie: motore con spazzole e motore senza spazzole. In base alla struttura meccanica dell’assieme del motore, è generalmente suddiviso in “con ingranaggi” (velocità del motore elevata, necessita di riduzione tramite ingranaggi) e “senza ingranaggi” (coppia del motore in uscita senza alcuna riduzione).

1. Motore a corrente continua a magneti permanenti:

Composto da polo statorico, rotore, spazzole, alloggiamento, ecc.

Il polo statorico utilizza magneti permanenti (acciaio magnetico permanente), ferrite, alluminio nichel cobalto, ndfeb e altri materiali. In base alla sua struttura, può essere suddiviso in tipo cilindrico e tipo a piastrella.

Il rotore è generalmente realizzato in lamierino di silicio accoppiato, il filo smaltato è avvolto tra due fessure del nucleo del rotore (tre fessure hanno tre avvolgimenti), e i suoi giunti sono rispettivamente saldati sulla lamiera metallica del commutatore.

La spazzola è un componente conduttivo che collega l’alimentazione e l’avvolgimento del rotore. La spazzola del motore a magneti permanenti utilizza una singola lamiera metallica o spazzola di grafite metallica, spazzola di grafite.

 

2. Motore senza spazzole:

È composto da rotore a magneti permanenti, statore con avvolgimento multipolare e sensore di posizione.

Il motore a corrente continua senza spazzole è caratterizzato dall’assenza di spazzole, utilizzando dispositivi di commutazione a semiconduttore (come l’elemento Hall) per realizzare la commutazione elettronica, cioè dispositivi di commutazione elettronici che sostituiscono il tradizionale commutatore a contatto e le spazzole. Ha i vantaggi di elevata affidabilità, assenza di scintille di commutazione e basso rumore meccanico. Il sensore di posizione, in base al cambiamento della posizione del rotore, commuta la corrente dell’avvolgimento dello statore secondo una certa sequenza (cioè rileva la posizione del polo magnetico del rotore rispetto all’avvolgimento dello statore e, dopo aver determinato la posizione, il segnale del sensore di posizione viene elaborato dal circuito di conversione del segnale per controllare il circuito di commutazione di potenza, commutando la corrente dell’avvolgimento secondo una certa relazione logica).

 

3. Motore senza spazzole a magneti permanenti ad alta velocità:

È composto da nucleo dello statore, rotore a magnete magnetico, ruota solare, frizione di decelerazione, guscio del mozzo e così via. Un sensore Hall può essere montato sul coperchio del motore per la misurazione della velocità. Esistono tre tipi di sensori di posizione: magnetici, fotoelettrici ed elettromagnetici. Un motore a corrente continua senza spazzole con sensore di posizione magnetico è installato sull’assieme dello statore, e le parti del sensore magnetico (come elemento Hall, diodo magnetico, tubo magnetico, resistore magnetico o circuito integrato speciale, ecc.) vengono utilizzate per rilevare le variazioni del campo magnetico generate dalla rotazione del magnete permanente e del rotore. I componenti Hall sono ampiamente utilizzati nelle auto elettriche. Il motore a corrente continua senza spazzole con sensore di posizione fotoelettrico è dotato di parti del sensore fotoelettrico in una posizione specifica sull’assieme dello statore. Il rotore è dotato di uno schermo luminoso e la sorgente luminosa è un LED o una piccola lampadina. Quando il rotore ruota, i componenti fotosensibili sullo statore genereranno segnali a impulsi in modo intermittente a una certa frequenza a causa del ruolo dello schermo.

Utilizzando un motore a corrente continua senza spazzole con sensore di posizione elettromagnetico, i sensori elettromagnetici sono installati sulle parti dell’assieme dello statore (come trasformatore di accoppiamento, interruttore di prossimità, circuito risonante LC, ecc.), quando la posizione del rotore a magneti permanenti cambia, l’effetto elettromagnetico farà sì che il sensore elettromagnetico produca un segnale modulato ad alta frequenza (l’ampiezza varia con la posizione del rotore). La tensione di lavoro dell’avvolgimento dello statore è fornita da un circuito di commutazione elettronico controllato dall’uscita del sensore di posizione.

 

Confronto tra motore con spazzole e motore senza spazzole

Differenza nel principio tra motore con spazzole e motore senza spazzole: il motore con spazzole utilizza la commutazione meccanica tramite spazzole di carbone e commutatore, mentre il motore senza spazzole utilizza il segnale di induzione dell’elemento Hall per completare la commutazione elettronica tramite il controller.

Il principio di elettrificazione del motore con spazzole e del motore senza spazzole non è lo stesso, e anche la loro struttura interna è diversa. Per i motori hub, la modalità di uscita della coppia del motore (se decelerata o meno da un meccanismo di riduzione a ingranaggi) è diversa, e anche la sua struttura meccanica è diversa.

1. Struttura meccanica interna comune del motore con spazzole ad alta velocità. Il motore hub è composto da nucleo del motore con spazzole ad alta velocità integrato, gruppo di ingranaggi di riduzione, frizione unidirezionale, coperchio dell’hub e altri componenti. Il motore hub con spazzole ad alta velocità appartiene al motore a rotore interno.

2. Struttura meccanica interna comune del motore con spazzole a bassa velocità. Il motore hub è composto da spazzole di carbone, commutatore, rotore del motore, statore del motore, albero del motore, coperchio del motore, cuscinetti e altre parti. Il motore hub senza spazzole a bassa velocità appartiene al motore a rotore esterno.

3. Struttura meccanica interna comune del motore senza spazzole ad alta velocità. Il motore hub è composto da nucleo del motore senza spazzole ad alta velocità integrato, rulli di attrito planetari, frizione di sovraccarico, flangia di uscita, coperchio, alloggiamento hub e altri componenti. Il motore hub senza spazzole ad alta velocità appartiene al motore a rotore interno.

4. Struttura meccanica interna comune del motore senza spazzole a bassa velocità. Il motore hub è composto da rotore del motore, statore del motore, albero del motore, coperchio del motore, cuscinetti e altre parti. Il motore hub senza spazzole e senza ingranaggi a bassa velocità appartiene al motore a rotore esterno.

 

Il motore senza spazzole è ampiamente utilizzato nelle biciclette elettriche, perché ha i seguenti due vantaggi rispetto al tradizionale motore a corrente continua senza spazzole.

(1) Lunga durata, manutenzione ridotta, elevata affidabilità. Nel motore a corrente continua con spazzole, poiché la velocità del motore è più elevata, le spazzole e il commutatore si usurano più rapidamente, generalmente dopo circa 1000 ore di lavoro è necessario sostituire le spazzole. Inoltre, la scatola del cambio di riduzione è tecnicamente difficile, specialmente il problema della lubrificazione degli ingranaggi di trasmissione, che è un grosso problema nella soluzione con spazzole. Pertanto, il motore con spazzole presenta problemi di rumore elevato, bassa efficienza e facile guasto. Quindi, i vantaggi del motore a corrente continua senza spazzole sono evidenti.

(2) Elevata efficienza e risparmio energetico. In generale, poiché il motore a corrente continua senza spazzole non ha perdite per attrito di commutazione meccanica e consumo della scatola del cambio, nonché perdite del circuito di controllo della velocità, l’efficienza può solitamente essere superiore all’85%, ma considerando il miglior rapporto costo-prestazioni nella progettazione effettiva, per ridurre il consumo di materiale, la progettazione generale è del 76%. L’efficienza del motore a corrente continua senza spazzole è solitamente intorno al 70% a causa del consumo della scatola del cambio e della frizione unidirezionale.

 

Dovuto allo sviluppo dei veicoli a nuova energia, il motore per biciclette elettriche utilizzato sul mercato è diventato una direzione di vendita chiave. Sebbene molte aziende nazionali affermino di avere la forza di ricerca scientifica dell’intera catena industriale, un motore veramente buono necessita di un accumulo tecnico a lungo termine, per poi essere prodotto, testato e infine entrare in produzione di massa. Poche aziende automobilistiche in Cina hanno la reale forza per realizzare motori a nuova energia, specialmente nel campo dei veicoli passeggeri. Nel contesto in cui varie aziende promuovono fortemente l’autonomia del nucleo, sono riluttanti a mostrare che il collegamento del motore, come uno dei componenti principali dei veicoli a nuova energia, è ancora sotto il controllo di altri. In Cina, ci sono molte aziende che sono rinomate per i motori a nuova energia, ma poche sono specializzate in essi. Molte aziende passano da campi tradizionali di motori industriali come macchinari tradizionali, cantieristica navale, ecc. per entrare nel campo dei motori di trazione a nuova energia, con poca esperienza di ricerca, sviluppo e produzione.

 

Anche se il motore industriale tradizionale e il motore per veicoli a nuova energia sono in linea di principio gli stessi, non c’è differenza nella produzione effettiva. I motori utilizzati nei veicoli a nuova energia possono essere suddivisi in motore asincrono e motore a magneti permanenti, il primo è principalmente utilizzato in autobus, trasporto passeggeri e altri veicoli commerciali, mentre il secondo è principalmente utilizzato nei veicoli passeggeri. Poiché il rotore del motore asincrono non ha avvolgimento, nessuna spazzola, nessuna induzione magnetica, bassa efficienza di conversione di potenza, struttura semplice, prezzo relativamente economico, è principalmente utilizzato in grandi autobus; Il motore a magneti permanenti ha avvolgimento del rotore, alimentazione a spazzola per il rotore, efficienza di conversione di potenza, struttura più complessa, prezzo elevato, è principalmente utilizzato per ambienti difficili come veicoli passeggeri puramente elettrici. In questo processo, molte aziende di supporto per motori si stanno affrettando ad iniziare, apportando semplici miglioramenti tecnici ai motori industriali tradizionali e fornendoli ai produttori di veicoli come motori per veicoli a nuova energia.

 

Bma all’estero, la produzione di motori per veicoli a nuova energia ha una serie di rigorosi indicatori tecnici. La potenza di uscita dei veicoli a nuova energia, specialmente dei veicoli puramente elettrici, è diversa in diverse condizioni stradali, come salita, discesa, strada pianeggiante, strada sconnessa, ecc. Molte fabbriche di macchinari elettrici in Cina migliorano solo leggermente l’esperienza di produzione dei motori industriali tradizionali, senza considerare l’ambiente di utilizzo dei motori per veicoli a nuova energia, il che ridurrà notevolmente la durata e può facilmente causare surriscaldamento locale, cortocircuito e altre situazioni pericolose. Poiché tutti ci rendiamo conto che il motore per veicoli elettrici avrà un ampio mercato in futuro, perché non iniziare rigorosamente dalla ricerca e sviluppo del motore, test, controllo di produzione, effettuare ricerche di base il prima possibile, “calmarsi e ricominciare da zero”, formare veramente la catena industriale del motore per biciclette elettriche, affrontare le opportunità disponibili con un atteggiamento sano.

 

 

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