Eftersom Europa planerar att bli en "koldioxidneutral ekonomi" år 2040 är framtiden för mobilitet elektrisk.

Av de olika elfordon som finns idag är elskotrar den mest lovande lösningen. Förutom att de är mer miljövänliga än andra elektriska transportalternativ, gör deras bärbara natur och kompakta storlek dem idealiska för stadspendling (och definitivt en futuraride!).

Idag ska vi försöka förklara hur denna fantastiska åkattraktion fungerar.

En elektrisk skoter drivs, som namnet antyder, av elektricitet. Den har ett batteri som lagrar elektrisk energi som sedan omvandlas till rörelseenergi av en motor. Den viktigaste arbetsdelen eller kraftverket i en elektrisk skoter är dess motor.

Låt oss försöka förstå hur det fungerar!

Hur fungerar en elektrisk skotermotor?

Från acceleration och topphastighet till klättringsförmåga - det är motorn i en elektrisk skoter som avgör nästan alla aspekter av dess prestanda. 

Innan vi tar en titt på arbetsmekanismen och typer av elektriska scooter motorerLåt oss se vilka de viktigaste sakerna är som vi vill ha av dem.

Saker som du kanske vill ha från en elektrisk skotermotor

En elektrisk skotermotor måste ha tillräckligt startmoment för att flytta scootern från stillastående.

Den måste ha tillräckligt med kraft för att ta dig dit du vill, även om det är en uppförsbacke. Den måste också vara kontrollerbar så att du kan variera hastigheten på din skoter enligt dina behov.

Det viktigaste är att den är pålitlig och hållbar för att hålla länge.

Typer av elektriska skotrar Motor

Det finns två vanliga typer av motorer som används i elektriska skotrar. De är:

• Borstade likströmsmotorer. 
• Borstlösa likströmsmotorer.

Låt oss se hur de fungerar och vilka fördelar den ena har jämfört med den andra.

Borstad likströmsmotor

En borstad likströmsmotor är en motor där den elektriska strömmen tillförs elektromagnets spolar på rotorn via ett par borstar. Den viktigaste egenskapen hos denna motor är att strömmen tillförs den del av motorn som roterar.

Denna typ av motor utvecklades redan i början av 1800-talet och är främst populär på grund av sin låga kostnad och enkla drift.

Här är ett diagram över en borstad likströmsmotor som kan hjälpa dig att förstå hur den här motorn fungerar. 

Funktionella delar av en borstad likströmsmotor 

En borstad likströmsmotor består av följande delar:

The Borstar är tillverkade av ett ledande material som inte är slipande. De är avsedda att leda elektricitet från källan (skoterbatteriet) till rotorns elektromagnetiska spole. Detta gör det möjligt för rotorns elektromagnetiska spolar att ha en strömförsörjning även när de roterar i förhållande till borstarna.

The Kommutator är i allmänhet tillverkad av koppar eller annan högledande metall. Den tar emot elektricitet från borstarna och leder den till rotorns elektromagnetlindningar. Det finns två kommutatorkontakter för varje spole i motorn.

The Armatur, även kallad rotorn, är den del av motorn som roterar och omvandlar den elektriska energin till rörelseenergi (rörelse). Den har ett gäng spolar av tråd som är lindade på den och som genererar det magnetfält som roterar motoraxeln.

The Stator är motorns hölje med en permanentmagnet. Denna magnet ger det magnetfält som samverkar med magnetfältet i rotorns elektromagneter för att rotera rotorn. Vissa likströmsmotorer kan ha en elektromagnet i statorn. När det gäller sådana motorer drar statorns elektromagnet elektricitet från samma källa som rotorns spolarer.

The Axel är motorns utgångsdel där energin används för att utföra arbete, dvs. för att rotera hjulet på en skoter.

Vad händer när du slår på en borstad likströmsmotor?

När du slår på en borstad likströmsmotor inträffar följande händelseförlopp: 

• Den elektriska strömmen går från borstarna till kommutatorn och sedan till lindningarna i rotorns elektromagnet. 
• Detta inducerar ett magnetfält i rotorn som interagerar med magnetfältet i statorns permanentmagneter.
• Samspelet mellan dessa magnetfält får rotorn att rotera och omvandlar källans elektriska energi till rotationsenergi.

En sak att notera här är att magnetfältet i rotorns lindningar ändrar riktning varje 180 graders rotation. För att hålla rotationsriktningen konstant vänder kontakten mellan kommutatorn och borstarna strömriktningen för strömmen var 180:e grad.

Dessutom ändras riktningen för den magnetiska kraften på rotorn när den roterar. Detta innebär att motorn kommer att ha olika hastigheter vid olika rotationspunkter. Detta kompenseras genom att ha flera spolar i rotorn så att motorn alltid har en enhetlig hastighet och ett enhetligt vridmoment.

Vad bestämmer effekten hos en borstad likströmsmotor? 

En av de viktigaste egenskaperna hos en elektrisk skotermotor är dess effekt. Eftersom effekten i ett elektriskt system är produkten av spänning och ström, innebär det att en ökning av en av dessa två faktorer gör att motorn blir kraftfullare. 

För att göra en motor mer kraftfull kan man öka antalet lindningar på rotorn så att mer ström passerar genom dem. En ökning av ingångsspänningen ökar också effekten av en likströmsmotor. Genom att använda kraftigare magneter kan man dessutom också öka motorns effekt.

För- och nackdelar med borstade likströmsmotorer

Borstade likströmsmotorer har vissa fördelar jämfört med borstlösa motorer. Dessa inkluderar:  

• Låg kostnad.
• Högre vridmoment över ett större område av rotorhastigheter.
• Smidig rörelse vid låga hastigheter.
• Bra hastighetskontroll.
• Kan byggas om.
• Fungerar bättre i alla typer av miljöer.
• Behöver ingen styrenhet när den arbetar med konstant hastighet.

Det finns dock vissa begränsningar för borstade likströmsmotorer. Dessa inkluderar: 

• Lägre livslängd på grund av den fasta kontakten mellan kommutatorn och borstarna.
• Högre driftsljud. 
• Hög rotortröghet.
• Elektromagnetiska störningar orsakade av ljusbågar i borsten.

Borstlösa likströmsmotorer 

De flesta elektriska skotrar använder numera en borstlös likströmsmotor i stället. Detta beror främst på att dessa motorer kan placeras i hjulets nav och inte behöver monteras på ramen. 

En borstlös likströmsmotor (BLDC) har, som namnet antyder, inga borstar för att leda elektricitet. Den har en helt annan utformning och arbetsprincip än en borstad motor. Denna typ av motor utvecklades på 1970-talet och är mycket populär främst på grund av sin långa livslängd och mindre buller.

Här är ett diagram över de inre delarna i en BLDC-motor:

En BLDC-motor har två huvudsakliga delar. De är:

• Rotorn, som är en permanentmagnet och placeras inuti statorn. 
• Statorn, som har elektromagnetslingor på sig.

Vissa BLDC-motorer kan ha fasta elektromagnetslingor i mitten och permanentmagneter på statorn. I sådana motorer är det statorn som roterar.

Hur fungerar en borstlös likströmsmotor?

Principen för en BLDC-motor är enkel: du ger elektrisk ström till statorspolarna och det resulterande magnetfältet roterar rotorn, som är en permanentmagnet. Som du märker roterar inte spolarna i BLDC-motorn, det finns inget behov av borstar och en kommutator i en sådan motor. 

Men om spolarna är fast monterade på plats, hur ändrar man då elektromagnets polaritet, vilket krävs för att motorns rotation ska vara enkelriktad? Detta uppnås med hjälp av en styrenhet.

Styrenheten arbetar antingen med en sensor för rotorns position eller med hjälp av magneter på motorns kropp. Här är skillnaden mellan dessa två typer av styrenheter:

• Sensorbaserade BLDC-regulatorer: En sensor är fäst på rotorn och bestämmer dess position vid varje given tidpunkt. Dessa positionsdata skickas sedan till styrenheten. Styrenheten skickar ström med specifik polaritet till specifika spolar för att se till att magnetfältet alltid är i ett läge som gör att rotorn fortsätter att rotera på rätt sätt.
• Sensorlösa BLDC-regulatorer: I detta tillvägagångssätt placeras elektromagneter på motorns kropp. Rotorns rotation inducerar en elektrisk ström i elektromagnets spolar. Intensiteten och riktningen av denna ström talar om för styrenheten att den ska excitera specifika spolar på statorn för att rotera motorn.

Behovet av en styrenhet gör en BLDC-motor komplicerad jämfört med en borstlös motor. BLDC-motorer har dock ett antal fördelar som gör dem lämpliga för många tillämpningar, särskilt för användning i elektriska skotrar.

Faktorer som påverkar effekten av en BLDC-motor

Effekten av en BLDC-motor beror på följande:

• Motståndet och därmed den ström som tas upp av statorns spolarer.
• Styrkan hos den permanentmagnet som används för att göra rotorn.
• Den spänning som tillförs statorns spolarer.

För- och nackdelar med en BLDC-motor

BLDC-motorer, som också används i e-bikesär bättre än sina borstade motsvarigheter eftersom de: 

• De är kompakta till storleken.
• Har ett högre startmoment.
• Erbjuder bättre hastighetskontroll.
• Är effektivare.

Allt detta har dock ett pris. Det finns också vissa nackdelar med BLDC-motorer, t.ex:

• De kostar mer än borstade motorer.
• Det är komplicerat att koppla en borstlös motor på grund av användningen av elektroniska styrenheter.
• Dessa motorer behöver en styrenhet även om de används med konstant hastighet.

Det för oss till nästa fråga: Vilken typ av motor är bäst för en elektrisk skoter? 

Vilken Elektrisk skoter motor är lämplig för dig?

Svaret på det beror på många faktorer. Den viktigaste av dem är kostnaden. Därefter kommer tillförlitligheten och komplexiteten. Men i slutändan handlar allt om ditt personliga beslut. Som vi sa tidigare har båda motortyperna sina egna för- och nackdelar.

En elektrisk skoter med en BLDC-motor kan vara ett bättre alternativ för dig om: 

• Du vill ha en skoter med låg ljudnivå.
• Du vill använda scootern mycket ofta och du är orolig för motorns ålder.
• Kostnaden är inget problem för dig och du har råd att betala mer. 
• Du vill ha en finare kontroll av motorns hastighet.
• Du vill ha en motor med ett högt vridmoment vid låga slutartider för att ta dig fram i backar i låga hastigheter.

Å andra sidan kan du välja en elektrisk skoter med en borstad DC-motor om du vill ha en elektrisk skoter med en borstad DC-motor:

• Du vill ha en scooter till ett lägre pris.
• Motorns ålder är inte ett problem för dig.
• Du vill ha enklare ledningar och elektronik i din skoter.

Vårt omdöme om elektrisk skotermotor

Om du frågar oss skulle vi säga att en borstlös likströmsmotor alltid är ett bättre val för alla biltillämpningar, inklusive elscootrar. Det beror på att dessa motorer inte behöver underhållas och går tystare. Dessutom är de effektivare och har finare kontroll över hastighet och vridmoment.