Der Radmotor von SkyWay

Der Radmotor von SkyWay
Der Radmotor von SkyWay

Liebe Partner und Freunde von SkyWay,

der elektrische Radlager-Antrieb, auch Radmotor genannt, wurde erstmalig schon in den 80er Jahren des 19. Jahrhunderts patentiert und seine ersten Ausführungen erprobte man erfolgreich bei den ersten Autos, die im Übergang vom 19. zum 20. Jahrhundert mehr Anklang fanden, als die klassischen PKW mit Verbrennungsmotoren.

Heute wird der Radmotor in der Verkehrsbranche viel verwendet: Bei Autos mit Elektro-Antrieb, LKW-Kippern für Schüttgut, Trolleybussen, Fahrrädern mit Elektroantrieb usw. Gerade diesen Motor haben die Ingenieure der SAO „Strunnije Technologiji“ für ihre SkyWay-Fahrzeuge ausgewählt.

Worin bestehen die konstruktiven Besonderheiten des Radmotors von SkyWay und welche modernen Technologien wendet man an für seine Entwicklung und Produktion – das erfährt Du aus der folgenden SkyWay Reportage.

Die Untertitel des Videos geben das Gespräch in der Sprache Deiner Wahl wieder. Klicke dazu einfach auf den Button CC (Untertitel) am rechten unteren Rand des Videos.

Bitte beachte, dass SkyWay Capital das Video jederzeit vom Videokanal entfernen kann und es dann hier auch nicht mehr zur Verfügung stehen wird.

Übersetzung des Videos:

Michail Kirichenko:
Elektromotoren finden immer mehr Anwendung in unserem Leben. Sie werden überall eingesetzt, von der Kaffeemühle bis zum Muldenkipper.

Das Elektrofahrrad, auf dem ich heute fahre, kann als Zwischenlösung betrachtet werden.

Es genügt, wenn man sich an den Duyunov-Radmotor im Elektrofahrrad oder sogar an das berühmtere Yunitskiy-Motorrad erinnert, das die allererste Entwicklung der AG „String Technologies“ vor langer Zeit war, und das dem, worauf ich gerade fahre, gleicht. Es ist der Prototyp all jener Radmotoren, die heute im SkyWay-Rollmaterial verbaut sind.

Die Themen unserer heutigen Gespräche mit den Fachleuten lauten wie folgt: Nach welchem Prinzip funktioniert der Elektromotor, welche Typen von Radmotoren sind geeignet und welche sind  für verschiedene Transportarten die besseren?

Elektrische Nabenmotoren, auch Radmotoren genannt, wurden in den 80er Jahren des 19. Jahrhunderts patentiert. Der erste Elektro-Radmotor, oder Elektromotor, der in die Radnabe eingebaut wurde, wurde an Autos getestet.

1884 patentierte ein Forscher aus St. Louis, Wellington Adams, eine einzigartige Idee, nämlich die Idee, einen Elektromotor direkt in das Rad eines Fahrzeugs einzubauen.

Albert Parcelle aus Boston verwirklichte seine Idee in der Praxis, nachdem er 1890 den ersten Radnabenmotor entworfen hatte.

Der Vergleich mit einem Eichhörnchen in einem Rad in der Zeitschrift „Populäre Mechanik“ wird helfen, das Prinzip der Funktionsweise eines Rad-Motors herauszufinden.

Das in den Spulen erzeugte Magnetfeld interagiert mit dem Magnetfeld des Rotors. Aufgrund der Tatsache, dass es variabel ist, beginnt sich das Magnetfeld des Rotors zu bewegen.

Wenn man sich auf ein einfaches Modell bezieht, ist das Arbeitsprinzip wie folgt.

Angenommen, das ist unser Rotor, das ist ein Stator. Wir erzeugen im Stator ein magnetisches Wechselfeld, er versucht sich zu drehen, dabei dreht sich auch der Rotor.

Die kollektorlosen Motoren werden heute im Design der modernen Radmotoren dank der Entwicklung der Elektronik und der Entwicklung von starken Magneten weit verbreitet eingesetzt.

Die Idee eines solchen Motors entstand schon viel früher, ganz am Anfang der Nutzung der Elektrizität.

Da die Technik zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht fertig war, musste die Idee eines solchen Motors bis in die 1960er Jahre warten, als der erste kommerzielle kollektorlose Gleichstrommotor auftauchte. Das heißt, verschiedene Serienausführungen dieser Art von Elektroantrieb gibt es seit mehr als fünfzig Jahren.

Der Radmotor ist eine komplexe Einheit, die aus einem Rad und einem darin eingebauten Fahrmotor, einer Kraftübertragung und einem Bremssystem besteht. So hat jeder Motor des Rades einen eigenen Antrieb.

Elektromotoren werden vor allem in der Industrie und in Haushaltsgeräten eingesetzt.

Als Beispiel: Keine der Maschinen, die Sie um mich herum sehen, kann ohne sie auskommen. In jedem Ihrer Telefone gibt es einen Elektromotor mit einem Exzenter, der das tut, was wir Vibration nennen.

Im Verkehrssektor sind Elektromotoren nicht so weit verbreitet, und der Radmotor wird in Einzelfällen, wie den oben genannten, eingesetzt. Dennoch ist es in einigen Fällen der Einsatz von Radmotoren, der unbestreitbare Vorteile bringt. Wir werden jetzt darüber reden.

Fahrzeuge mit Elektro-Radmotoren haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen. Dies ist das Fehlen einer Vielzahl von komplexen und schweren Übertragungsmechanismen zwischen Motor und Rad, Kupplung, Getriebe, Antriebswellen und Differentialen. Außerdem hat der Radmotor eine ausgezeichnete Dynamik. Kompakte und leichte Elektromotoren sind in der Lage, das maximale Drehmoment aus der niedrigsten Drehzahl heraus zu entwickeln. Darüber hinaus vereinfacht der Einsatz des Radmotors die Auslegung der Bremsenergierückgewinnung erheblich.

Und vor allem hat der Radmotoren keine Konkurrenten, wenn es darum geht, aktive Verkehrssicherheit zu gewährleisten. Alle hochentwickelten elektromechanischen Algorithmen werden einfach in die Steuerungssoftware eingeflochten und wirken auf jedes einzelne Rad.

Es gibt jedoch keine Vorteile ohne Nachteile, und auch der Radmotor mit all den genannten Vorteilen hat einige bedeutende Nachteile, von denen die wichtigsten ihre Größe und ihr Gewicht sind.

Trotzdem ist es den Ingenieuren der SAO „Strunnije Technologiji“ gelungen, diese beiden Hauptprobleme zu überwinden.

Dies wurde in vielerlei Hinsicht durch die Wahl eines Synchron-Elektromotors und neuer magnetischer Festkörperwerkstoffe erreicht, die auf der Basis der Neodym-Eisen-Bor-Legierung gesintert wurden, die gegenüber Magneten auf Samarium- und Kobaltbasis energetische Vorteile bietet.

Das ist der Radmotor unseres Yunibusses. Man sieht, dass er aus seinem eigenen Rad, dem Motor selbst und dem Bremssystem besteht. Alles zusammen bildet den kompletten Radmotor.

Das ist unser Antrieb der von unserer Firma entwickelt und hergestellt wird, und das ist der Motor eines chinesischen Herstellers.

Der chinesische Motor ist kleiner. Was sind seine Eigenschaften im Vergleich zu unseren?

Der chinesische Motor hat eine Leistung von drei Kilowatt, unser Motor hat eine Leistung von 25 Kilowatt. Das heißt, die Leistung unterscheidet sich um fast das Zehnfache, nur die Abmessungen sind hier kleiner.

Deshalb wurde diese Antriebsart für das SkyWay-Rollmaterial gewählt, trotz des weit verbreiteten Einsatzes von Asynchronmotoren, von denen der bekannteste der Super-Werbemotor des Duyunov ist, der aufgrund der Einfachheit des Designs seine Popularität erlangt hat.

Ein Asynchronmotor ist konstruktiv einfacher, er verzichtet auf leistungsstarken Seltenerdemagnete in seiner Konstruktion und gewinnt dadurch wirtschaftliche Vorteile. Im Gegensatz dazu hat er schlechtere Eigenschaften bei Drehmoment, Leistung und Gewicht.

Bei diesem Motor gewinnen wir mehr Energie zurück, als wir bei einem Asynchronmotor zurückgewonnen hätten.

Erwähnenswert ist auch, dass unser Motor im Vergleich zu einem asynchronen Motor einen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Um in einem Asynchronmotor ein Magnetfeld zu erzeugen, d.h. die Rotation des Rotors zu starten, muss mehr Energie aufgewendet werden, als in unserem Motor, da wir bereits einen zuvor angeregten Magneten haben.

Und außerdem ist ein sehr wichtiger Punkt die Fähigkeit eines Synchronmotors, nicht nach dem Drehmoment, sondern nach der Geschwindigkeit gesteuert zu werden.

Das heißt, ein richtig abgestimmter Wechselrichter mit Vektorkontrolle ist in der Lage, eine bestimmte Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von einem Zehntel pro Minute zu unterstützen, unabhängig von der Last.

Die Radmotoren werden in Steinbruchkippern eingesetzt, wie wir bereits erwähnt haben, da ein mechanisches Getriebe die Belastung von Hunderten von Tonnen, denen die Maschine ausgesetzt ist, einfach nicht verkraften kann. Darüber hinaus gibt es mehr als genug Platz für ihre Platzierung, zum Beispiel im Belas.

Bei SkyWay war die Aufgabe komplizierter. Das serienmäßige Vier-Motoren-Rad für einen Hochgeschwindigkeits-Yunibus mit einer Gesamtleistung von 800 Kilowatt würde mehr als eine Tonne wiegen.

Das ist etwa dreimal so viel wie bei uns und würde einfach nicht in die aerodynamischen Formen des Rollmaterials von Yunitski passen.

Auch wenn wir über den Preis sprechen, so fallen trotz der Verwendung von Seltenerdemetallen, aufgrund derer sich der Motor angesichts höherer Energieindikatoren als etwas teurer erweist, die Betriebskosten letztendlich niedriger aus.

Ein Asynchron-Radmotor, etwa bei einem Fahrrad, bei dem er hauptsächlich angewendet wird, ist sehr begrenzt in seiner Masse bei hinreichender Leistung. Das heißt, wenn Sie versuchen, die Leistung von diesen 5 Kilowatt auf mindestens 25 Kilowatt zu erhöhen, dann wird der Durchmesser des Rades aufgrund der Größe der Spulen exponentiell zunehmen.

Zurzeit arbeite ich an der Verbesserung des Designs unserer Elektromotoren, die für ein Hochgeschwindigkeitsfahrzeug bestimmt sind. Es geht um eine Leistung von 60 Kilowatt pro Motor.

Ein Yuni-Conta für den Containertransport arbeitet mit 35-Kilowatt-Motoren.

Hier sehen Sie ein Bild von elektromagnetischen Feldern. Ich simuliere den Elektromotor und prüfe, wie er verbessert werden kann, wo Material entfernt und wo es hinzugefügt werden muss, um eine passende Abmessung einzuhalten.

Die Zeit wird zeigen, was die Zukunft uns bringen wird. Es werden sicherlich andere, qualitativ neue Technologien auftauchen. Heute konnten wir nur erahnen, um welche Art von Technologien es sich dabei handelt.

In der heutigen Etappe kann man mit Überzeugung feststellen, dass das Team der SAO „Strunnije Technologiji“ unter der Leitung des Chefkonstrukteurs Anatoli Yunitski einen sehr guten Typ des Elektro-Antriebs für das Rollmaterial von SkyWay gefunden hat., Und das ist ein Synchron-Radmotor eigener Konstruktion.

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Baue SkyWay und rette den Planeten!

[Quelle: SWC]

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