Электровелосипед
Электромоторы для велика
Конструкция большинства выпускаемых серийно моделей электровелосипедов содержит в своём составе, как понятно, последующие главные составляющие:
- Электропривод (электродвигатель). Аккумулятор с устройством зарядки. Электрическую схему управления движком (контроллер).
Данная статья посвящается рассмотрению главных видов электродвигателей, применяемых в разных моделях велосипедов, также сравнительной оценке их плюсов и недочетов. В связи с этим следует увидеть, что все устанавливаемые на электронных великах движки могут производиться в последующих модификациях:
— типовое мотор-колесо;
— движок навесного типа;
— электропривод с фрикционной передачей.
Мотор-колесо
Устройство и применение
Привод электровелосипеда, выполненный в виде мотор-колеса со интегрированным в него бесколлекторным движком синхронного типа считается (по воззрению большинства профессионалов и юзеров) самым распространённым в наши деньки типом электродвигателя. При всем этом сам моторный механизм устанавливается на месте расположения ступицы фронтального либо заднего колеса электровелосипеда.
Заметим кстати, что установка этого типа электромотора в большинстве случаев практикуется при переоборудовании обыденного городского велика в тс, оснащённое электроприводом. При всем этом внешний облик и дизайн средства передвижения фактически не мучаются, так как устанавливаемый на него механизм совсем незаметен. Мотор-колесо может быть встроено как в переднюю, так и в заднюю ступицу, но вероятен также и вариант, когда движки инсталлируются на оба колеса сразу. Полная трансформация обычного байка в электронную модель заканчивается обычно после того, как будут установлены и закреплёны перевозимый на корпусе велика аккумулятор и ручка «газа» на руле.
Таким макаром, если модель фирменного байка с электродвигателем вас по тем либо другим причинам не устраивает – вы сможете приобрести понравившуюся вам модель мотор-колеса раздельно, а потом заняться его самостоятельной установкой. Отметим особо то событие, что устанавливать такие колёса можно на велики всех марок.
Часто мотор-колёса поставляются в продажу в вполне укомплектованном виде, т.е. с уже установленными на ступицу спицами. Спектр мощностей электродвигателей, встраиваемых в серийно выпускаемые изделия этого класса, может колебаться в спектре от 150 до 2000 ватт. Также необходимо подчеркнуть, что большая часть узнаваемых моделей мотор-колеса выполняются и поступают в продажу в 3-х вариантах выполнения (с рабочим питанием обмотки мотора 24, 36 либо 48 вольт) и рассчитаны на работу с аккумами соответственного типа и напряжения.
Тс с установленным на нём мотор-колесом способно развивать при своём передвижении скорость порядка 60-70 км в час, и имеет средний припас хода (при питании от типовых аккумуляторных батарей) кое-где около 40-50 км. При всем этом следует осознавать, что при движении в крутую гору этот показатель приметно понижается.
Что касается цены этих изделий, то цены на набор типа «мотор-колесо» на интернациональных инетовских рынках колеблются в среднем в границах от 10-15 тыщ рублей (самые дешевенькие и не очень надёжные модели) до 25-30 тыщ рублей и поболее. Высочайшие ценовые характеристики имеют, обычно, испытанные временем изделия.
В целях роста мощности и скорости передвижения транспорта некие умельцы экспериментальным оковём пробуют поднять напряжение питания мотор-колеса до 72 вольт. Любителей поэкспериментировать сразу хотелось бы предупредить о том, что такие опыты могут привести к повреждению установленного на велик электродвигателя.
Плюсы и недочеты
Безусловными плюсами конструкции под заглавием «мотор-колесо» являются последующие её соответствующие особенности:
- Электропривод этого класса гармонически вписывается в дизайн всех узнаваемых моделей велосипедных изделий. Он отличается пониженным уровнем шума, производимым работающим механизмом. Переоборудование обыденного велика оковём оснащения его таким колесом с электроприводом востребует от исполнителя малых усилий.
К относительным недочетам рассматриваемой конструкции привода можно отнести последующее:
- Приметное утяжеление колёсной части велика и, как следствие, необходимость использования более крепкого обода. Некое повышение тормозного пути и поболее резвое изнашивание тормозных колодок.
Разновидности мотор-колёс. Их плюсы и недочеты
В согласовании со методом передачи вращающего момента на ступицу все известные марки мотор-колёс делятся на последующие два вида:
· механизмы с прямой передачей (« Direct Drive» ).
· устройства планетарного либо редукторного типа.
Сначала, давайте разглядим соответствующие отличия этих 2-ух видов колёсных приводов, которые связанны с особенностями конструкции самого передаточного механизма.
Привод «Direct-Drive»
Моторы класса «Direct-Drive» сконструированы таким макаром, что в их состав входят только закреплённый на оси статор с обмотками и ротор, выполненный в виде неизменного магнита, смонтированного прямо на ступице колеса. Такая конструкция позволяет обходиться без комплекта проводов и графитовых щёток, применяемых при работе коллекторных движков.
Не считая того, отсутствие каких-то промежных ступеней для передачи момента вращательного движения обеспечивает бесшумность работы механизма (с мало вероятным потреблением электроэнергии). Благодаря конкретной связи колеса велика с ротором мотора система в целом динамически более устойчива, что вообщем типично для конструкции типа « Direct Drive» (именуемой время от времени инверторным движком с прямым приводом).
К неоспоримым преимуществам инверторных моторов следует отнести такие их примечательные свойства, как:
— высочайшая мощность, допускающая возможность краткосрочных скачков потребляемого тока;
— красивые тяговые свойства, проявляющиеся на скоростях движения более 10 км/час (при разгоне с места эти моторы не развивают подходящей тяги, причём резвый старт вероятен только при довольно огромных нагрузочных токах);
— соответствующая для прямых приводов бесшумность работы механизма;
— надёжность и простота обслуживания мотора, сводящаяся иногда только к контролю состояния подшипников;
— обеспечение высочайшей скорости передвижения.
Имеются у этой конструкции и отдельные недочеты, заключающиеся в последующем:
— сравнимо огромные габариты и массивность привода, что вызвано естественным желанием разработчиков повысить вращающий момент устройства за счёт роста размеров статора. Эти моторы несколько тяжелее устройств с планетарной передачей;
— неудовлетворительные свойства свободного хода (при работе мотора в отсутствии напряжения создаётся маленькое тормозящее усилие, при всем этом передвижение на педалях с разряженными либо отключенными батареями приметно осложняется);
— высочайшие токовые нагрузки в режиме разгона, которые способны достигать величины 15-25 ампер и выше.
Редукторный привод
Приводы со интегрированным редуктором отличающихся от рассмотренных нами ранее конструкций тем, что в их состав введён планетарный механизм передачи момента вращения с ротора мотора на ступицу колеса. Общая схема устройства таковой системы смотрится последующим образом.
Статор электродвигателя совместно с электрическими обмотками агрессивно закрепляется на оси, в то время как ротор с прикрепленными изнутри сверхсильными магнитами крутится свободно и через центральную шестерню интегрированной редукторной передачи передает вращение на ступицу колеса.
Отметим, что безупречность работы комплекта передаточных шестерён обеспечивается высочайшим качеством применяемых в изделии подшипников. Их рабочие оси закрепляются на специальной обгонной муфте, нужной для исключения проворачивания коробки мотора во время передвижения на педалях (при выключенном электроприводе).
Редукторная конструкция обеспечивает электровелосипеду ряд существенных преимуществ, к которым следует причислить, сначала, его красивые тяговые свойства. С особенной уверительностью эти достоинства появляются при передвижении тс на маленьких скоростях (в низкооборотном режиме), что позволяет велосипедисту просто стартовать с места.
Сравнительный анализ плюсов и недочетов прямой и планетарной передачи
В сопоставлении с традиционными моторами «Direct-Drive» движки с редуктором имеют довольно н изкий вес и маленькие габариты. Так как моторы этого типа развивают значительную тягу, то главным требованием, предъявляемым к ним разработчиками, являлось обеспечение высочайшей скорости вращения вала, за счёт чего его вес и габариты удалось приметно понизить. Для разных моделей с редукторной передачей эти характеристики колеблются в границах от 3,9 до 4,3 кг. Для сопоставления напомним, что вес моделей с прямой передачей находится в спектре от 5,0 до 8,0 кг.
Благодаря наличию упоминавшейся ранее обгонной муфты, электроприводы данного класса характеризуются красивыми показателями свободного хода. Ещё одной восхитительной особенностью приводов с редукторной передачей является маленькое токовое потребление обмоток статора в разгонных режимах.
Оценка рабочих черт движков с планетарной передачей указывает, что и эти устройства не лишены определённых недочетов, выражающихся в последующем:
— высочайший уровень шума, производимый редукторным механизмом во время движения;
— необходимость в аккуратной эксплуатации и бережном воззвании с передачами этого типа, которые плохо переносят резкие старты и долгие нагрузки (такие предельные режимы могут привести к поломке шестерён, но внедрение шестерен из современных полимерных материалов практически свело на нет это недочет);
— малый уровень ремонтопригодности всего механизма в целом.
— Моторы «Direct-Drive» могут работать в режиме рекуперации (подзарядка аккума при торможении), в отличии от мотора с редуктором.
Цепной электропривод
Тс с навесным либо цепным типом привода отличаются от рассмотренных ранее моделей тем, что устанавливаемый на их электронный движок оформлен в виде самостоятельного узла, крепящегося в районе каретки либо нижней трубы треугольника велика. При всем этом как сам электродвигатель, так и применяемая цепная передача непременно запираются особым защитным кожухом. Рабочее усилие от этого мотора передаётся на звёздочку заднего колеса при помощи традиционной цепной передачи. Питается электродвижок от герметичной свинцово-кислотной либо литиевой аккумуляторной батареи, фиксируемой в особом отсеке под несущей платформой велика.
Управление используемой мощностью и скоростью передвижения тс осуществляется с помощью специального электрического контроллера. Орган управления контроллером смонтирован на ручке руля электровелосипеда (аналогично ручке «газ» на байке).
В сопоставлении с уже рассмотренным нами вариантом мотор-колеса в данном случае вес электробайка в оснащенном состоянии возрастает некординально (этот параметр обуславливается в большей степени весом перевозимой аккумуляторной батареи). При всем этом скорость передвижения электровелосипеда приметно увеличивается и в отдельных случаях может достигать 120-ти км в час.
Конкретно такие движки инсталлируются на узнаваемых моделях «PG-Bikes» ценой около 200 000 рублей. Есть и поболее дешёвые модели электронных байков с цепным приводом, но встречаются они существенно пореже, а их цена изредка опускается ниже 50 тыщ рублей. Вот почему русские фанаты электробайков предпочитают брать готовые комплекты цепного электропривода производства пользующейся популярностью компании «Cyclone». Подобно мотор-колесу эти электроприводы могут быть смонтированы фактически на всякую модель велика.
Плюсы и недочеты цепного привода
Этот вид электронного привода (в сопоставлении с уже рассмотренным ранее мотор-колесом) более эффективен и обеспечивает тс наилучшие динамические характеристики. При сравнимо маленьком весе и потребляемой мощности, электроприводы с цепной передачей позволяют достигнуть более высочайшей скорости передвижения.
К бесспорным преимуществам цепного привода можно отнести последующие его характеристики:
- Относительно малый вес мотора и аккумуляторной батареи, рассчитанной на более низкое напряжение. Более высочайшие скоростные характеристики. Возможность установки узла переключения передач, что приметно увеличивает эффективность использования тс.
К недочетам этой конструкции можно отнести:
— сложность монтажа комплекта, связанная с необходимостью внедрения специального инструмента;
— завышенный уровень шума, создающийся движком и цепью.
Фрикционный электропривод
Механизм работы электропривода с фрикционным механизмом состоит в том, что вращающий момент с вала мотора передаётся конкретно на покрышку колеса велика. Этот вид электропривода оценивается спецами как малоэффективный; при всем этом он характеризуется рядом существенных недочетов последующего нрава:
— маленький КПД;
— резвый износ материала покрышки;
Единственным оправданием допустимости использования такового привода является простота его установки, не требующая разборки велика.