R1 - 2017-03-19 22:48

Motor im elektrischen Einrad - Teil 1

Vor kurzem, als ich mit anderen Enthusiasten von elektrischen Rädern treffe, und oft Fragen zu hören, wie funktioniert die motorische Arbeit. Die meisten Menschen wissen, dass die Motoren, die in Einräder verwendet werden, Bürstenlos DC Motoren sind, in kurzen BLDC. Aber hier endet oft dieses Wissen. Denn ich bin ein elektronischer Ingenieur und ich habe bereits die Kontrollsysteme dieser Art und ich bin in der perfekten Position zu erklären, wie es funktioniert alles in vereinfachter Form. Ich möchte mich auf die allgemeinen Prinzipien konzentrieren, ohne zu viel in die Theorie und Details zu gehen, die nicht jeder interessiert sein kann oder das zu schwierig ist, klar von denjenigen zu verstehen, die nicht in Physik oder Elektronik involviert sind.

Der klassische Elektromotor

Der klassische Elektromotor wurde vom englischen Physiker Michael Faraday in 1831 erfunden. Die gebräuchlichsten Elektromotoren sind Kommutator-Motoren. Die Bürsten sind eine besondere Art von elektrischen Kontakt zwischen zwei oder mehr beweglichen Teilen. Sie haben Federn für bessere Druck und abrasive Elemente von Graphit.

Die elektrischen Motor Bürsten bieten eine ständige Versorgung der Macht an die Kommutator, durch die die elektrische Strömung geht an die Rotor-Wicklung. Während der Strom erzeugt wird, bewirkt das elektromagnetische Feld das Phänomen der Anziehung und Antrieb der Coil-Wicklung auf dem Stator montiert (festes Gehäuse des Motors).

Der größte Nachteil von Bürsten Motors sind die Bürsten selbst. Da diese Elemente einen permanenten mechanischen Kontakt mit den rotierenden Kommutator haben, tragen Sie nach einiger Zeit ein und erfordern Ersatz.

Bürstenlos DC Elektromotor (BLDC Motor)

BLDC Motor (Bürstenlos DC Elektromotor) ist ein Motor ohne Pinsel, der durch Gleichstrom angetrieben wird (DC). Anstelle von rotierenden Spulen verwendet der BLDC Motor Wirbel. Coils werden nur auf dem Stator entsorgt. Da die Spulen stationär sind, ist es leicht, Sie an die Drähte anzuschließen. Der rotierende Teil erfordert keine Spulen, sondern nur permanente Magnete, die einem elektromagnetischen Feld unterliegen.

Als Ergebnis, das loswerden der Pinsel macht den Motor leiser und definitiv zuverlässiger. Die einzigen Elemente, die von Verschleiß betroffen sein dürften, sind die Orientierungen, aber Sie sind in jedem Elektromotor präsent und haben immer begrenzte Lebensdauer.

BLDC Motoren haben eine viel höhere Energieeffizienz-Ebene, und vor allem ist der Benutzer frei, die Rotations-Geschwindigkeit fast unabhängig vom Drehmoment zu kontrollieren. Auch ein wichtiger Vorteil dieser Art von Motor ist Ihre kleinere Größe im Vergleich zu vergleichbaren konventionellen Bürsten Elektromotoren.

Wenn Bürstenlos Motoren so viele Vorteile haben, warum sind die Standard-Bürsten-Motoren noch heute in Gebrauch?

Normale Bürsten-Motoren können mit Spannung direkt von der AC-Stromversorgung in ihren Steckdosen in jedem Heim. Es gibt keine Notwendigkeit für einen speziellen Regler, um den Motor zu drehen. Just Plug-Funktionen in der Macht wird der Motor zu drehen beginnen. Im Fall von BLDC Motors ist eine elektronische Steuereinheit ein muss. Ohne Sie wird der Motor überhaupt nicht funktionieren. Mit diesem hohen Maß an Technologie kommt eine gewisse Schwierigkeit und eine offensichtliche Kosten. Ein weiterer Faktor, der den Preis eines Bürstenlos Motors beeinflusst, ist die große Menge teurer Ferro-Magnete (Rare Earth Minerale). Oft ist auch der gewöhnliche Bürsten Motor einschließlich der Wechselrichter (die glatte Geschwindigkeit Kontrolle ermöglicht) weniger teuer als ein BLDC Motor mit der Steuereinheit. Diese BLDC Option hat ähnliche Parameter, wenn Sie die notwendige Steuereinheit vorhanden sind.

Motor in einem elektrischen Einrad

Der elektrische Einrad Motor ist in das Felge integriert.

Auf der Innenseite der Felge gibt es starke, permanent feste Magneten (Ferro-Magnete), die sich mit dem Rad drehen, und die Spule wicklung sind näher an der Mitte des Kreises auf der stationären Motor Welle positioniert. Die Spulen sind so miteinander verbunden, dass Sie nur ein paar Pole darstellen. Es verbindet jede dritte oder jede sechste Spule.
Unternehmen wie KingSong oder Gotway verwenden 3-Field-Steuerelement, während IPS, Ninebot oder inMotion eine 6-Feld-Konfiguration verwenden. Die weniger Stangen, die weniger Drähte, und damit senken die Kosten für den Bau des Motors. Dies vereinfacht die Art und Weise, wie der Motor produziert wird, wodurch ein billiger elektronisches System für seine Kontrolle bereitgestellt wird. Die Steuerung des Motors vom Algorithmus wird jedoch komplexer. Um die Flüssigkeit und Präzision der Rad-Rotation (vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten) zu pflegen, müssen viel komplexere Kontroll-Techniken verwendet werden, sowohl im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Hochgeschwindigkeits-Prozessoren, die Steuereinheit und ordnungsgemäß konstruierte Software. Dies ist der schwierigste Teil aller Spaß.

Im nächsten Teil werde ich Ihnen sagen, wie die Motorsteuerung in unseren Rädern verarbeitet wird.


Die Quellen der Bilder:

http://forbot.pl/blog/artykuly/mechanika/silniki-elektryczne-szczotkowe-bezszczotkowe-krokowe-id2802
https://pl.wikipedia.org/wiki/Szczotka_(elektrotechnika)
https://grabcad.com/library/bldc-motor-2
https://reviews.ru/article.html?id=4160

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