các thiết kế và lựa chọn động cơ cho xe ba bánh (ví dụ: xe ba bánh điện, xe ba bánh chở hàng, xe máy di động) tác động đáng kể đến hiệu suất, phạm vi hoạt động, khả năng chịu tải và tuổi thọ của xe. Hướng dẫn này bao gồm các loại động cơ, lựa chọn nguồn điện, phương pháp điều khiển và phương pháp lắp đặt để giúp người dùng đưa ra những lựa chọn sáng suốt.
Các loại động cơ phổ biến cho xe ba bánh bao gồm:
Tính năng:
Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, điều khiển dễ dàng.
Mô-men xoắn khởi động cao, thích hợp với tải nặng.
Yêu cầu thay chổi than định kỳ (bảo trì cao hơn).
Hiệu suất thấp hơn (~70-80%), ảnh hưởng đến phạm vi.
Ứng dụng:
Xe ba bánh điện giá rẻ (vận chuyển quãng đường ngắn, chở hàng nhẹ).
Các ứng dụng mà việc kiểm soát tốc độ không quan trọng nhưng khả năng tải lại quan trọng.
Tính năng:
Không bị mòn chổi, tuổi thọ cao, không cần bảo trì.
Hiệu suất cao (85-95%), phạm vi hoạt động tốt hơn.
Kiểm soát tốc độ tuyệt vời, hỗ trợ chuyển mạch điện tử.
Chi phí cao hơn, yêu cầu bộ điều khiển tương thích (ví dụ: điều khiển vectơ FOC).
Ứng dụng:
Xe ba bánh điện từ trung cấp đến cao cấp (ví dụ: xe ba bánh giao hàng, xe ba bánh chở khách).
Các ứng dụng đòi hỏi hiệu quả, độ bền và độ ồn thấp.
Tính năng:
Đơn giản và mạnh mẽ, bảo trì thấp.
Yêu cầu bộ điều khiển tần số thay đổi (VFD) để điều khiển tốc độ.
Mô-men xoắn khởi động thấp hơn; có thể cần tối ưu hóa tỷ số truyền.
Ứng dụng:
Xe ba bánh công suất lớn (vận chuyển hàng hóa nặng).
Xe ba bánh thương mại cần thời gian hoạt động dài.
Tính năng:
Hiệu suất cao nhất (90-96%), tiết kiệm năng lượng.
Nhỏ gọn, nhẹ, mật độ năng lượng cao.
Điều khiển phức tạp, chi phí cao hơn.
Ứng dụng:
Xe ba bánh điện cao cấp (ví dụ: xe hậu cần chạy điện).
Các ứng dụng đòi hỏi phạm vi và hiệu suất cao.
Công suất động cơ phải được xác định dựa trên khả năng chịu tải, khả năng leo dốc và tốc độ tối đa:
|
Loại xe |
Khả năng chịu tải |
Công suất đề xuất |
Động cơ phù hợp |
|
Xe ba bánh hạng nhẹ |
100-200kg |
500W-800W |
chải/BLDC |
|
Xe ba bánh chở hàng tiêu chuẩn |
300-500kg |
800W-1200W |
BLDC/Cảm ứng |
|
Xe ba bánh chở hàng hạng nặng |
500-1000kg |
1500W-3000W |
Cảm ứng/PMSM |
|
Xe ba bánh chở khách tốc độ cao |
200-400kg |
1000W-2000W |
BLDC/PMSM |
Công thức ước tính công suất:
P=(M⋅g⋅v⋅sinθ+½ρCdAv³+μMgv)/η
Ở đâu:
P: Công suất động cơ (W)
M: Tổng khối lượng xe (kg)
v: Tốc độ mục tiêu (m/s)
θ: Góc leo tối đa (°)
μ: Hệ số lực cản lăn (0,01-0,03)
η: Hiệu suất hệ thống truyền động (0,7-0,9)
Tính toán ví dụ:
Một xe ba bánh chở hàng nặng 500 kg nhắm mục tiêu đạt tốc độ 30 km/h (8,33 m/s) với độ cao 10° yêu cầu:
P≈(800⋅9,8⋅8,33⋅0,17+0,02⋅800⋅9,8⋅8,33)/0,8≈1500W
Như vậy, một Động cơ BLDC 1500W là phù hợp.
Ưu điểm: Nhỏ gọn, hiệu quả cao, không cần xích/hộp số.
Nhược điểm: Tăng khối lượng không treo, ảnh hưởng đến hệ thống treo.
Tốt nhất cho: Xe ba bánh hạng nhẹ, xe tay ga di động.
Ưu điểm: Trọng tâm thấp, mô-men xoắn cao, lý tưởng cho việc leo núi.
Nhược điểm: Yêu cầu hệ thống truyền động (xích/đai).
Tốt nhất cho: Xe ba bánh chở hàng, xe ba bánh địa hình.
Ưu điểm: Tuổi thọ cao, không cần bảo trì.
Nhược điểm: Cồng kềnh, giá thành cao hơn.
Tốt nhất cho: Xe ba bánh thương mại, ứng dụng tải nặng. Chẳng hạn như Động cơ hộp số TM300
Điều khiển xung điện (Brushed DC): Đơn giản và rẻ tiền nhưng kém hiệu quả.
Kiểm soát véc tơ FOC (BLDC): Hiệu suất cao, kiểm soát tốc độ mượt mà.
Kiểm soát VFD (Cảm ứng AC): Thích hợp cho xe ba bánh công suất cao.
Điện áp: 48V (nhẹ), 60V (trung bình), 72V (nặng).
công suất: 20Ah (tầm ngắn), 30-50Ah (hàng hóa).
Ước tính phạm vi:
Phạm vi (km)=Điện áp pin×Công suất×Hiệu suất/Công suất động cơ×Tốc độ
Ví dụ: Pin 60V 30Ah + động cơ 1000W (hiệu suất 90%) ở tốc độ 30 km/h:
Phạm vi≈ 60×30×0,9/1000 ×30≈48km
|
Loại xe |
Động cơ đề xuất |
quyền lực |
Kiểm soát |
Pin |
|
Xe ba bánh hạng nhẹ |
Động cơ trung tâm BLDC |
500W-800W |
FOC |
48V 20Ah |
|
Xe chở hàng |
BLDC giữa ổ đĩa |
1200W-2000W |
FOC |
60V 40Ah |
|
Xe ba bánh tốc độ cao |
PMSM |
1500W-3000W |
VFD |
72V 50Ah |
Xe ba bánh nhẹ: Động cơ trung tâm BLDC 500W-800W (48V).
Xe ba bánh chở hàng: BLDC dẫn động giữa 1000W-1500W (60V).
Xe ba bánh hạng nặng: 2000W+ PMSM/cảm ứng (72V).
Các yếu tố chính: Khả năng chịu tải, khả năng leo dốc, tầm hoạt động, giá thành.
Việc chọn đúng động cơ sẽ cải thiện hiệu suất, hiệu quả và độ tin cậy. Kết hợp loại động cơ, công suất và hệ thống điều khiển với nhu cầu cụ thể của bạn.
