Kuinka vääntömomenttianturi toimii sähköpyörässä? Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Jos olet koskaan nykyaikaisella poljin ajanut nykyaikaisella sähköpyörällä, olet olette kokenut vääntömomenttianturin mahdollistaman tasaisen, intuitiivisen tehonsiirron. Toisin peruspoljinnopeusiset järjestelmät, joka pohja havaitsevat polkimisen, vääntömomenttianturi mittaa, kuinka kovaa painat polkimia. Moottori sitten oikeaponnisteluisi ja luo ajokokemuksen, joka tuntuun samanlaiselta kuin Suomilla pyörällä ajaminen – vain ylimääräisellä työntöllä takanasi.

Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka monta vääntömomenttianturia toimii suunnitteluperiaatteissa ja kuinka tämä komponentti integroituu napamoottorijärjestelmiin ja tuottaa ajolaadun, jonka ajajat lisäävät.

Mikä on vääntömomenttitunnistin sähköpyörässä?

Ebipyörän vääntömomenttianturi on tarkkuusmittauslaite, joka muuntaa ajajan polkimiin valitseman mekaanisen voiman sähköiseksi signaaliksi. Tämä signaali moottorin ohjaimille, joka käyttää sitä moduloimaan moottorin toimittaman tehon määrää. lähettää ero on, että järjestelmä voimaa , ei vain liikettä. Painasti ja moottori auttaa hellästi; paina lujasti ja moottoria vastaavasti suuremmalla teholla.

Anturi mittaa vaikuttaasti mekaanisessa komponentissa – käytä alatuen akselissa, kammen varressa tai erillisessä anturin karassa – syntyvän vääntö- tai taivutusjännityksen, kun ratsastaja käyttää vääntömomenttia. Tämä tekee siitä pohjimmiltaan kokonaann tekniikan kuin poljinnopeussensori, joka havaitsee vain, pyörivätkö kammet.

Kuinka vääntömomenttianturi toimii: Tekniikka selitetty

ebike-vääntömomenttianturin toimintaperiaate jakaa kolmeen vaiheeseen: mekaaninen muodonmuutos , sähkömuunnos , ja signaalinkäsittely .

1. Mekaaninen muodonmuutos: venymämittarit ytimessä

Useimmat sähköpyörissä käytetyt vääntömomenttianturit luottavat venymämittarit . Venymämittari on pieni, kalvomainen vastus, joka muuttaa sähkövastusta, kun sitä venytetään tai puristetaan. Alakannattimen vääntömomenttianturissa mittarit on liitetty erityisesti koneistettuun akselin tai karan osaan. Kun ajaja painaa poljinta, voima luo vääntöjännityksen, joka vääntää hieman tätä akselia - näin ollen vain asteen murto-osan. Tämä mikroskooppinen kierre riittää muuttamaan venymäantureita ja muuttamaan niitä vastusta käytettyyn vääntömomenttiin.

Venymämittarit on ensisijaisesti johdettu Wheatstone-siltakokoonpanoon, kumoaa lämpötilan muutosten ja muiden ympäristötekijöiden vaikutukset ja maksimoi mittauksen herkkyyden. Tämä rakenne on, että signaali on tarkka ja vakaa monissa käyttötilassa.

2. Sähkömuunnos: Resistanssista jännitteeseen

Resistanssin muutos venymämittarisillassa on pieni, joten se on muutettava luettavaksi sähköiseksi signaaliksi. Anturikokoonpano sisältää pienen analogia-digitaalimuuntimen (ADC) ja vahvistinpiirin. Kun akseli voimantyy, silta tuottaa pienentää jännite-eron. Vahvistin tehostaa tämän signaalin tasolle, jonka moottoriohjain pystyy tulkitsemaan. Kehittyneissä järjestelmissä signaali näytteistetään satoja kertoja sekunnissa, mikä tarjoaa reaaliaikaista tietoa siitä, kuinka paljon voimaa ratsastaja tuottaa.

3. Signaalinkäsittely: ponnistuksen muuntaminen tehoksi

Käsitelty vääntömomenttisignaali rajoittabike-moottorin ohjaimia. Ohjain vertaa tätä tuloa muita parametreihin, kuten poljinnopeus (poljinnopeus) ja polkupyörän nykyinen nopeus. Sitten se laskee sopivan moottorin tehon. Useimmat ohjaussuhteen käyttö vääntömomenttiellista karttaa: 10 % poljinvoimasta saattaa päätyä johonkin moottorin tehoon, kun taas 80 % johtaa paljon korkeampaan tehoon, useita ratsastajan hallitsemasta PAS-tasosta (pedal assist system).

Tämä koko prosessi – polkimen painalluksesta moottorireaktioon – tapahtuu millisekunneissa. Tuloksena ajo, joka tuntuu miellyttävältä, suoralta ja luonnolliselta ilman havaittavia viiitä ponnistuksen ja avun välillä.

Jos arvioit erilaisia ebike-moottorikokoonpanoja, on hyödyllistä ymmärtää, kuinka tämä anturitekniikka yhdistyy eri käyttöjärjestelmiin. Meidän ebike-napamoottoriratkaisut Sivulla on ohje moottorityyppien sovittamiseen anturiteknologiaan perustuen ajokokemukseen, jonka tarvitset käyttöön.

Vääntömomenttianturimallien tyypit

Vääntömotianturit voidaan korvalla maksufyysiseltä sijoittelulta ja mittausmenetelmästään. Nämä ovat yleisimpiä tuotantosähköpyörien malleja.

Pohjakiinnikkeen vääntömomenttianturit

Tunnetaan myös nimellä BB vääntömomenttianturit , ne integroitu alakiinnikkeen on alueella – kuoreen, johon kamma varret kiinnittyvät runkoon. Anturin kara itse korvaa vakioakselin. Tämä on yleisin paikka, koska ajajan käyttämä vääntömomentti kulkee suoraan kammen akselin läpi. BB-vääntömomenttianturit ovat tarkkoja, jotka kalibroivat ja sopivat helposti.

Taka-akselin vääntömomenttianturit

Jotkut napamoottorijärjestelmät integroivat vääntömomentin tunnistavat komponentit taka-akselin alueella. Sen, että ne mittaisivat kammen vääntöä, nämä anturit mittaavat voimansiirron reaktiomomenttia – voiman, jonka ketju vetää napaa vasten. Tätä mallia on käytetty takanapamoottoripyörissä, koska se huomioitaa moottoripakettia ja tarjoaa silti suhteellista apua.

Pohjakiinnittimen asenta anturi ja ohjainintegrointi

Tietyissä moottorijärjestelmissä vääntömomenttianturi on integroitu moottorin ohjaimissa, ongelmaissä suljetussa yksikössä. Tämä kokoonpano on yleinen napamoottorimuunnoksissa ja keskikäyttöyksiköissä, joissa ohjain on moottorin vieressä. Se vähentää erillisten komponenttien määrää ja lyhentää signaalipolkua anturin ja ohjaimien välillä.

Vääntömomenttianturit ja napamoottorit: luonnollinen istuvuus

Vääntömomenttianturit sopivat hyvin napamoottoreiden kanssa, jotka ovat HENTACHin valmistusosaamisemme keskiössä. A harjaton DC-napamoottori asian tehon suoraan pyörään ilman välillisiä voimansiirtohäviöitä. Kun vääntömotianturi lisääntyy, voi järjestelmä tuottaa hienosäädetyn vasteen, joka tuntuu kuin ajajan omien jalkojen jatke.

Tämä yhdistelmä on tehokas kuormapyörissä, työmatkapyörissä ja maastopyörissä, joissa maasto ja kuorma vaihtelevat lämpötilassa. Raskaa kuormaa jyrkässä mäessä kuljettava kuljettaja hyötyy välittömästä, suhteellisesta vääntömomentista. Stop-and-go-liikenteessä navigoiva kaupunkityömatkailija arvostaa ennustettavaa ja luonnollista kiihtyvyyttä, jonka vääntömomentin tunnistava napamoottori tarjoaa.

Mitä ajajat huomaavat vääntömomentin tunnistavilla napamoottoreilla

Kuljettajan näkökulmasta ero vääntömomentin ja poljin määrän tunnistavan järjestelmän välillä on heti ilmeinen. Vääntömomenttianturin pyörä kiihtyy tasaisesti ja ennustettavasti. Mäkikiipeily vaatii ajajalta enemmän vaivaa, ja moottoripalkitsee tämän vaivan lisävoimalla. Sen vastoin poljinnopeussensori tuntuu käyttävän päälle/pois-kytkimeltä: moottori antaa täyden tehon heti, kun kammet kääntyvät, mikä voi tuntua äkilliseltä ja hienostumattomalta.

Valmistajille oikean anturin ja moottorin yhdistelmän valinta on kriittinen päätös. Moottorin vääntömomenttiominaisuudet, ohjaimen viritys ja anturin herkkyys vaikuttavat kaikki käyttöen ajon laatuun. Tästä nopea monet sähköpyörien OEM-valmistajat suunnittelevat yhteistyötä moottorintajien kanssa kehitystyön aikana. HENTACH on laajasti työskennellyt parametrien moottorin ja anturien sopimusjä sovellustarpeita varten, olipa sitten rahtipyörän moottori tai kompakti kaupunkinapamoottori.

Vääntömomenttianturien kestävyys ja luotettavuus

Yksi yleisistä vääntömomenttiantureiden huolenaiheista on kestävyys. Koska ne on voimansiirtoon ja kohdistuu jatkuva mekaaninen kuortus, ei on suunniteltavaa ja valmistettavaa kestämään rakennea rasitusta. Itse venymämittarit on tiivistetty anturin koteloon ja kylpetty suojaseoksilla, jotka suojaavat niitä kosteudelta, pölyltä ja tärinältä.

Laadunvalvonta tuotantoa aiheesta. Varsinkin kalibrointi vaatii tarkkuutta. jokan anturin on tuova tasainen lähtövoimalla, muuten moottorin vaste on epäjohdonmukainen. Noudatamme laitoksessamme tiukkoja testausmenettelyjä ja ISO 9001 -laatustandardeja, jonka jälkeen moottori ja anturijärjestelmä toimii luotettavasti tuhansien kilometrien yli. Tämä sitoutuminen kestävyyteen on yksi syy, miksi vaativia markkinoita palvelevat valmistajat luottavat HENTACH-napamoottoreihin.

Oikean vääntömomentin tunnistavan moottorijärjestelmän valinta

Uutta sähköpyörämallia suunniteltaessa moottorin ja anturin valinnan tulee perustua käyttötarkoitukseen. Tässä on yksinkertainenopas, joka auttaa rajaamaan vaihtoehtoja.

• Kaupunkityömatka ja kevyt virkistys: 250 W - 500 W takanapamoottori vääntömomenttianturilla tarjoaa tasapainoisen yhdistelmän tehokkuutta, herkkyyttä ja käyttöä. Tämä on yleisin kaupunkien sähköpyörien spesifikaatio.
• Rahti ja raskas käyttö: Suuremman vääntömomentin napamoottorit alueella 500–1000 W hyvänä vahvaan vääntömomenttianturiin tarjoavat voimakkaan kiihtyvyyden tasaisen ohjauksen kuormituksen alaisena.
• Maasto- ja vuoristoratsastus: Maastopyörät hyötyvät antureista, jonka takia korkeita vääntömentin huippuarvoja. Laajan mittausalueen anturi antaa moottorille korjata apua juurien, kivien ja jyrkkien rinteiden yli ajettaessa.
• Kompaktit ja taitettavat sähköpyörät: Mininapamoottorit integroiduilla vääntömomenttiantureilla ovat erinomainen valinta pienille pyörille, joissa tilaa on rajoitetusti.

Jos olet kehitysprosessin alkuvaiheessa ja tarvitset apua moottorin teknisistä tiedoista päättämisessä, tiimimmevalmistajien työskentelee säännöllisesti OEM-valmistajien kanssa räätälöityjen moottoriratkaisujen määrittelemiseksi. Voit vakionapamoottorivalikoimaamme löytääksesi lähtökohdan projektillesi.

Vääntömomenttianturit ja älykäs moottorin ohjaus

Sähkötekniikan kehittyessä vääntömomentin anturista on tulossa keskeinen osa laajempia älykkäitä moottorinohjausstrategioita. Nykyiset säätimet ovat nykyisen kerronnan vääntömomenttisignaalia kiinteällä kertoimella. Niissä yhdistyvät vääntömomentin syöttöpoljinnopeustietoihin, ajoneuvon nopeuteen, akun varaustilaan ja joskus jopa kaltevuustietoihin integroidusta anturimoduulista luodakseen hienostuneen avustuskäyrän.

Tämä mahdollistaa ominaisuudet, kuten tasaisen käynnistys, määrän rajoittamomisen ja paremman energiatehokkuuden. Esimerkiksi kun ajaja lähtee pysähdyksiltä, ​​​​vääntömomenttitunnistin havaitsee uusi ohjaus työntöliikkeen ja lisää moottorin tehoa tasaliikkeen, mikä estää nykimisen, jota käytetään vain poljinnopeusjärjestelmiin. Vastaavasti suurempimilla peuksilla ohjain voi vähentää avun määrää asteittain ajajan hiljentyessä, mikä luo saumattoman siirtymisen polkemisen ja rullan välillä.

toimie moottorinvalmistajan kanssa, joka ei antureita

Vääntömomenttianturi on vain niin hyvä kuin moottori ja ohjain, jonka kanssa se on hyvä. Kun hankit napamoottoreita sähkösarjaasi, on ratkaisevan tärkeää työskennellä valmistajan kanssa, joka ymmärtää täyden integraation haasteen. HENTACHilla valmistamme napamoottoreitamme ja teemme tiivistä yhteistyötä asiakkaidemme kanssa, että ohjaimien viritys, viestintäprotokollat ​​ja anturin kalibrointi optimoidaan kullekin erityisesti sovellukselle.

Kokemuksemme moottoreiden tuotannosta rahtipyörille, kaupunkityömaille, rasvarenkaille sähköpyörille ja maastopyörille on opettanut meille, että "oikea" vääntömoottoreiden käyttäytyminen riippuu käyttötapauksesta. Toimituskaluston kuljettaja haluaa tasaisen, ennustettavan vääntömomentin raskaita kuormia ja toistuvia pysähdyksiä varten. Vapaa-ajan ratsastaja haluaa luonnollisen, polkupyörän tuntuisen. Maastopyöräilijä haluaa maksimaalisen hallinnan ja välittömän ominaisuuden maaston.

Kohdistamallan, anturin ja prosessin ohjaimien valinnat varhaisessa suunnittelussa tarvittavan moottorin integraatioongelmia ja asiakkaan toivoman ajokokemuksen. Kannustamme OEM-valmistajia ja sähköpyörämerkkejä ottamaan yhteyttä meihin määrittelyvaiheen aikana. Tämä yhteistyöhön perustuen auttaa meitä räätälöimään räätälöity moottorin kehittäminen palvelut tarjoavata tarkat suoritustavoitteesi.

Jos olet arvioimassa vääntömomentin tunnistavia napamoottoreita seuraavaa sähköpyöräprojektiasi varten, jaammellämme suunnittelun näkökulmamme ja keskustelemme siitä, kuinka moottorijärjestelmämme konfiguroida vastaamaan tarpeitasi. Kun sinulla on mahdollisuus saada suorituskyvylle, kantamalle ja ajolaadulle, hyvin integroitu vääntömomenttianturi ja napamoottoripaketti voi olla ero hyvän sähköpyörän ja todella upean välillä.