Guía de diseño y selección de motores de tres ruedas

el Diseño y selección de motores para vehículos de tres ruedas. (por ejemplo, triciclos eléctricos, triciclos de carga, scooters de movilidad) impactan significativamente el rendimiento, la autonomía, la capacidad de carga y la vida útil del vehículo. Esta guía cubre tipos de motores, selección de potencia, métodos de control y enfoques de instalación para ayudar a los usuarios a tomar decisiones informadas.

1. Principales tipos de motores de tres ruedas

Los tipos de motores comunes para vehículos de tres ruedas incluyen:

(1) Motor CC con escobillas

Características:

Estructura simple, bajo costo, fácil control.

Alto par de arranque, adecuado para cargas pesadas.

Requiere reemplazo periódico de cepillos (mayor mantenimiento).

Menor eficiencia (~70-80%), afectando el alcance.

Aplicaciones:

Triciclos eléctricos de bajo coste (transporte de corta distancia, carga ligera).

Aplicaciones donde el control de velocidad no es crítico pero la capacidad de carga es importante.

(2) Motor CC sin escobillas (BLDC)

Características:

Sin desgaste de cepillos, larga vida útil, sin mantenimiento.

Alta eficiencia (85-95%), mejor alcance.

Excelente control de velocidad, admite conmutación electrónica.

Mayor costo, requiere un controlador compatible (por ejemplo, control vectorial FOC).

Aplicaciones:

Triciclos eléctricos de gama media a alta (por ejemplo, triciclos de reparto, triciclos de pasajeros).

Aplicaciones que requieren eficiencia, durabilidad y bajo nivel de ruido.

(3) Motor de inducción de CA

Características:

Sencillo y robusto, de bajo mantenimiento.

Requiere un variador de frecuencia (VFD) para controlar la velocidad.

Menor par de arranque; Es posible que necesite una optimización de la relación de transmisión.

Aplicaciones:

Triciclos de alta potencia (transporte de carga pesada).

Triciclos comerciales que requieren largas horas de funcionamiento.

(4) Motor síncrono de imán permanente (PMSM)

Características:

Máxima eficiencia (90-96%), ahorro de energía.

Compacto, ligero y de alta densidad de potencia.

Control complejo, mayor coste.

Aplicaciones:

Triciclos eléctricos premium (por ejemplo, vehículos logísticos eléctricos).

Aplicaciones que exigen alto alcance y rendimiento.

2. Selección de potencia del motor

La potencia del motor debe determinarse en función de la capacidad de carga, la capacidad de ascenso y la velocidad máxima:

Tipo de vehículo	Capacidad de carga	Potencia recomendada	Motor adecuado
Triciclo ligero	100-200 kilos	500W-800W	Cepillado/BLDC
Triciclo de carga estándar	300-500 kilos	800W-1200W	BLDC/Inducción
Triciclo de carga pesado	500-1000 kilogramos	1500W-3000W	Inducción/PMSM
Triciclo de pasajeros de alta velocidad	200-400 kilos	1000W-2000W	BLDC/PMSM

Fórmula de estimación de potencia:

P=(M⋅g⋅v⋅sinθ+½ρCdAv³+μMgv)/η

donde:

P: Potencia del motor (W)
M: Masa total del vehículo (kg)
v: Velocidad objetivo (m/s)
θ: Ángulo máximo de ascenso (°)
μ: Coeficiente de resistencia a la rodadura (0,01-0,03)
η: Eficiencia de la transmisión (0,7-0,9)

Ejemplo de cálculo:

Un triciclo de carga de 500 kg con un objetivo de 30 km/h (8,33 m/s) con un ascenso de 10° requiere:

P≈(800⋅9.8⋅8.33⋅0.17+0.02⋅800⋅9.8⋅8.33)/0.8≈1500W

Así, un motor BLDC de 1500W es adecuado.

3. Métodos de montaje del motor

(1) Motor de cubo

Ventajas: Compacto, de alta eficiencia, no necesita cadena/caja de cambios.

Contras: Aumento de masa no suspendida, afecta la suspensión.

Lo mejor para: Triciclos ligeros, scooters de movilidad.

(2) Motor de accionamiento medio

Ventajas: Centro de gravedad bajo, par alto, ideal para escalar.

Contras: Requiere una transmisión (cadena/correa).

Lo mejor para: Triciclos de carga, triciclos todoterreno.

(3) Motor del eje de transmisión directa

Ventajas: Sin mantenimiento, larga vida útil.

Contras: Voluminoso, mayor costo.

Lo mejor para: Triciclos comerciales, aplicaciones de carga pesada. Como por ejemplo Motor de transmisión TM300

4. Métodos de control de motores

control pwm (DC cepillado): simple y económico pero menos eficiente.

Control de vectores FOC (BLDC): Alta eficiencia, control de velocidad suave.

Control VFD (Inducción AC): Adecuado para triciclos de alta potencia.

5. Combinación de batería y motor

voltaje: 48 V (ligero), 60 V (medio), 72 V (resistente).

Capacidad: 20Ah (corto alcance), 30-50Ah (carga).

Estimación de rango:

Rango (km) = Voltaje de la batería × Capacidad × Eficiencia / Potencia del motor × Velocidad

Ejemplo: Batería 60V 30Ah + motor 1000W (90% eficiencia) a 30 km/h:

Alcance≈ 60×30×0,9/1000 ×30≈48km
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6. Soluciones de motor recomendadas

Tipo de vehículo	Motor recomendado	poder	controlar	Batería
Triciclo ligero	Motor de cubo BLDC	500W-800W	FOC	48V 20Ah
triciclo de carga	BLDC de tracción media	1200W-2000W	FOC	60V 40Ah
triciclo de alta velocidad	PMSM	1500W-3000W	VFD	72V 50Ah

7. Conclusión

triciclos ligeros: Motor de cubo BLDC de 500W-800W (48V).

triciclos de carga: BLDC de accionamiento medio de 1000 W-1500 W (60 V).

triciclos de servicio pesado: 2000W+ PMSM/inducción (72V).

Factores clave: Capacidad de carga, capacidad de ascenso, alcance, coste.

Elegir el motor adecuado mejora el rendimiento, la eficiencia y la confiabilidad. Adapte el tipo de motor, la potencia y el sistema de control a sus necesidades específicas.