Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Мотор колесо для велосипеда как устроено


советы по его выбору + сборка своими руками

Время чтения: ~9 минут Автор: Михаил Скворцов 294

Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками электрический велосипед сейчас может каждый, благодаря множеству наборов, привезённых из Китая.

Но электрический велосипед лишь увеличивает силу человека, а не заменяет её полностью. Таким образом, нажимать на педали при поездке на электробайке всё равно потребуется, и особенно это необходимо при движении вверх по склону.

В отличие от другого моторизированного транспорта, на котором предусмотрен лишь двигатель для толкания машины вперед, электрический велосипед объединяет работу мотора с силой всадника. Машины, которые соединяют мощности от разных источников (например, мотора и человека) называются гибридными.

Когда человек неуверен в том, что конкретный набор с электромотором поможет взобраться на вершину какого-то холма, он теряется в раздумьях: вдруг горка будет еще более крутой или длинной. И естественно, что каждый хочет приобрести самый мощный комплект для электрического велосипеда. Тем не менее, во многих случаях самый мощный электромотор будет излишним, и вы, в конечном счёте, потратите слишком много денег, к тому же будете возить с собой гораздо больший вес, чем это действительно необходимо.

Взобраться на невысокий холм можно практически с любым мотор-колесом для велосипеда. А если при этом слабо нажимать на педали, то можно легко взойти на крутой холм, даже при тяжелых условиях – сильном встречном ветре и большом весе ездока. В сравнении с обычными велосипедами, электровелики вас приятно удивят.

Специализация электромоторов

Электрическое мотор-колесо для велосипеда может быть специально разработано для лучшего подъема в горку или оптимизировано для повышенной дальности или увеличенной скорости поездки. Двигатели с большой номинальной мощностью имеют высокую способность к преодолению холмов (крутящий момент), но они снижают дальность путешествия (быстро садят батарею).

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя по мощности не является постоянным, он имеет максимальное значение при определенной скорости. Также его величина зависит от того, растёт скорость или снижается.

Крутящий момент

При переключении передачи всегда теряется крутящий момент. Поэтому желательно всегда начинать восхождение в гору на соответствующей передаче или делать при подъеме как можно меньше переключений.

Даже мотор с редуктором подвержен влиянию переключения передач. После смены передачи велогонщиком любой двигатель должен будет поменять обороты. В этом случае будет лучше, если велосипедист даст дополнительный толчок через педали после переключения передачи.
Переднее моторколесо также теряет крутящий момент вместе с гонщиком при смене скорости, поскольку они объединены в одну и ту же систему передач.

Спуск с горки

После каждого подъёма следует спуск с горки – это просто как круговорот веществ в природе. На спуске, при регенеративном торможении, электродвигателем можно зарядить аккумулятор и расширить дальность поездки на электровелосипеде. Электрический двигатель конструкции В.В. Шкондина может при генерации вернуть максимальную часть той энергии, которая была потрачена на подъём в гору.


Многополюсный двигатель с якорем из постоянных магнитов, собранный В.В. Шкондиным

Генерация энергии замедляет велосипед, так что установка двигателя Шкондина будет хорошей идеей, если вы хотите ограничить максимальную скорость велосипеда на спуске, естественно, без использования тормозов.

Кроме регенеративного сопротивления, каждый электродвигатель имеет внутреннее трение, так что любой привод на электрическом байке в какой-то степени снижает максимальную скорость при накате в сравнении с обычным велосипедом.

Анализ разных электронаборов

Есть два возможных варианта электрических наборов для велосипедов:

  • Мотор, установленный в колесо. Эта система не использует преимущества велосипедной системы передач.
  • Двигатель, вставленный в каретку (такой как у системы Optibike MBB), который параллельно можно вращать ногами. Эта система задействована через цепную передачу велосипеда.

В первом случае цепная система передач остается незадействованной, и вы можете не надеяться на максимальную эффективность двигателя при подъеме в горку. Во втором случае вы, конечно, немного потеряете на трении в цепной передаче, но сможете оптимизировать КПД двигателя при изменении скорости движения.


Электровелосипед с американской системой привода Optibike MBB

Обычное моторколесо или редукторное?

Неважно, подсоединен электромотор через цепную передачу (приводы в каретке) или нет (переднее, заднее моторколесо, фрикционные передачи), велосипедная система скоростей всё равно будет задействована.

Редукторное моторколесо позволяет двигаться с использованием пониженного передаточного отношения. Оно может помочь велогонщику взобраться на очень крутой холм, если использовать мотор с сильно понижающим планетарным редуктором. При этом двигатель будет работать близко к высшей точке КПД, так как он сохранит высокие обороты. Но всё-таки потеря эффективности у мотора с редуктором будет, поскольку такие системы являются сложными и в них неизбежны некоторые траты на трение.


Редукторное электроколесо для велосипеда

Системы без редуктора не понижают обороты двигателя. Следовательно, КПД двигателя в них не является постоянным, а очень часто зависит от скорости велосипеда. Но такие системы просты, поэтому их суммарный КПД выше по сравнению с редукторными моторами.

Как видите, существует проблема выбора между электромоторами с редуктором и без него. С одной стороны, первые могут поддерживать один и тот же КПД двигателя в широком диапазоне скоростей, тогда как вторые имеют неизбежные потери при снижении скорости. С другой стороны, электромоторы без редуктора обладают большим суммарным КПД.

При попытке подняться на очень крутой склон или при перевозке тяжелых грузов ваша средняя скорость достаточно сильно падает. В таком случае мотор без редуктора будет функционировать на уровне со значительно заниженным КПД. Для подъема в гору редукторное колесо будет лучшим выбором.

Однако можно с уверенностью сказать, что в других условиях катания мотор без занижающей передачи будет справляться со своей работой лучше (особенно в частых дальних поездках), чем чрезмерно сложные системы с редуктором.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

Возьмем для первого примера стандартный мотор с предельной мощностью в 250 Вт при 10 км/ч и велогонщика, который может тоже внести 250 Вт (не сильно стараясь) для поддержания заданной скорости. Вместе они выдадут одну впечатляющую мощность в 500 Вт.

  • Со скоростью в 10 км/ч гонщику под силу взобраться на холм с уклоном 17,5% при 500 Вт совместной мощности.
  • Со скоростью в 8 км/ч велосипедист может взобраться на холм с уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 80% моторе в 200 Вт.
  • Со скоростью в 6 км/ч велосипедист может вскарабкаться на горку с таким же уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 60% моторе в 125 Вт.

На первый взгляд, эти результаты могут показаться целиком неточными, потому что идёт на спад вместе со скоростью лишь эффективность электромотора, и кажется, будто велогонщику всё равно под силу взобраться на один и тот же крутой склон.

Эта неточность будет решена, когда мы поймём, насколько человек важен для работы электровелосипеда. Понаблюдаем, что бы произошло, если бы велосипедист вообще не нажимал на педали и все 500 Вт (как в примере выше) приходили от мотора.

  • Со скоростью в 10 км/ч велосипедист смог бы взобраться на горку с уклоном 17,5% только при работающем на 100% двигателе в 500 Вт.
  • Со скоростью в 8 км/ч ездок может взобраться на горку уже с меньшим уклоном 17% при работающем на 80% моторе в 400 Вт.
  • Со скоростью в 6 км/ч ездок может выехать на холм с уклоном 14,5% при работающем лишь на 50% моторе в 250 Вт.

Эти результаты взяты с e-bike calculator при следующих вводных: суммарный вес — 100 кг; площадь лобового сопротивления — 0,4 метра кв; коэффициент трения — 0,7; длина подъема — 100 м; скорость встречного ветра — 10 км/ч и коэффициент сопротивления качению — 0,007.

Гонка по городу на собранном своими руками электровелосипеде с моторколесом:

Сила велогонщика наиболее значима, когда нужно поддержать скорость на электровелосипеде, потому что с её падением сильно снижается КПД двигателя. Анализируя это, вы сможете понять, насколько электровелосипед отличается от любого другого моторизированного транспорта и почему установка редукторных моторов не всегда является лучшим выбором. В переднее колесо лучше вовсе не ставить мотор с редуктором, ведь оно должно иметь свободный накат.

Большинство людей, обратив внимание на зависимость мощности и скорости, сделают вывод, что лучше всегда использовать мотор с большой мощностью (хороший, свыше предельных 250 Вт). Но анализируя реальные отзывы людей, которые проверили разные моторы на практике, приходишь к мысли о том, что имеет смысл лишь запасённая скорость. И на деле, чаще всего, моторколесо мощностью в 250 Вт будет лучшим выбором.

загрузка...

8 лучших велосипедных комплектов с передним электрическим колесом в 2020 году - MyProScooter

Электрические велосипеды могут быть очень полезны в использовании, и они не утомят вас так сильно, как обычный велосипед. Тем не менее, они, как правило, довольно дороги, но если вы не можете позволить себе его купить, есть альтернатива электрическому велосипеду, которая будет работать так же хорошо. Это электрическое колесо для вашего велосипеда, которое предоставляет вам те же услуги, что и электрический велосипед, и помогает вам во время езды. Таким образом, вы можете получить полный опыт езды на электрическом велосипеде и одновременно использовать его как обычный велосипед.

Определить, какое колесо электрического велосипеда подойдет вам и вашему велосипеду, может быть непросто. Поэтому мы составили список лучших, чтобы помочь вам.

Посмотреть лучший комплект электрического велосипеда с передним колесом ниже

1. AW 26 ″ x1,75 ″ 48V1000W Electric Wheel

Проверить цену на Amazon

Это электрическое колесо очень легко прикрепить к вашему обычному велосипеду, и вы будете уметь мгновенно почувствовать разницу. Как только вы начнете пользоваться этим колесом, вы никогда не захотите его снимать.Он оснащен ЖК-дисплеем, поэтому вы можете четко видеть, на каких скоростях вы движетесь и сколько заряда осталось у электрического колеса. Он также очень мощный, так как у него двигатель мощностью 1000 Вт, и он также поставляется со всеми аксессуарами, необходимыми для его использования, поэтому вам не нужно покупать какие-либо дополнительные устройства.

Плюсы:
+ Мощный
+ двигатель 1000 Вт
+ ЖК-дисплей
+ В комплекте аксессуары
+ Прочный и прочный

Почему нам понравилось - Нам понравилось это колесо электрического велосипеда, потому что вы можете почувствовать, что оно сделано из качественные материалы, как только вы им воспользуетесь.


2. Беспроводное переднее электрическое колесо GRM для велосипедного комплекта

Проверить цену на Amazon

Этот комплект переднего электрического велосипеда от GRM идеально подходит для горного велосипеда. Он полностью беспроводной, а съемная литиевая батарея обеспечивает больший срок службы, чем стандартная батарея, потому что она составляет 7,2 Ач, а не более распространенные 3,2 Ач. Вы можете получить максимальную скорость 40 км / ч, но его номинальная скорость составляет 25 км / ч. Резиновая шина входит в комплект.

В комплект также входит кронштейн для телефона, который легко устанавливается на руль.Дождь не является проблемой и для этого переднеприводного электровелосипеда, поскольку он обеспечивает водонепроницаемость IP65.

Плюсы:
+ Водонепроницаемость
+ Беспроводная связь
+ Простота установки
+ Продолжительное время автономной работы
+ Максимальная скорость 40 км / ч

Почему нам это понравилось - Это просто один из лучших переднеприводных электрических велосипедов комплекты от производителя GRM, имеющего выдающуюся репутацию производителя профессиональных спортивных товаров.


3. Комплект для переоборудования электрического велосипеда с передней втулкой BAFANG 48V 500W

Проверить цену на Amazon

Вы ищете простой комплект для переоборудования без слишком большого количества запутанных деталей? Комплект для переоборудования электрического велосипеда BAFANG имеет все необходимое для правильного выполнения работы.Вы можете купить его без батареи или без нее и переключаться между всеми типами размеров, чтобы соответствовать вашей текущей настройке.

Утомительно знать, что именно требуется для преобразования, но здесь все включено. От двигателя до зарядного устройства вы можете завершить весь процесс в течение часа. Они предоставляют краткое видео-руководство, которое поможет вам в этом.

Плюсы:
+ Поставляется со всем необходимым для переоборудования
+ Выбирайте из множества размеров
+ Выбирайте с аккумулятором или без него

Почему он нам нравится - Нам нравится этот комплект для переоборудования электрического велосипеда, потому что он помогает вам на протяжении всего процесса.В видео-руководстве показано, как это сделать менее чем за час.


4. EBIKELING 36V 500W Комплект для переоборудования переднего электрического колеса

Проверить цену на Amazon

Если вы хотите видеть, сколько заряда у вашего электрического колеса, и вы хотите видеть скорость, с которой вы '' повторюсь, тогда это идеально. Это потому, что он оснащен ЖК-дисплеем, который можно легко разместить прямо на передней части руля, поэтому вы всегда можете видеть, что происходит. На него также распространяется трехмесячная гарантия, поэтому, если у вас возникнут какие-либо проблемы, она будет покрыта.В нем есть все, что вам нужно для установки и использования, поэтому вам не придется покупать какие-либо дополнительные продукты.

Плюсы:
+ ЖК-дисплей
+ Трехмесячная гарантия
+ Включает дополнительные продукты
+ ступичный двигатель 500 Вт
+ Два варианта управления дроссельной заслонкой

Почему он нам понравился - Нам понравился этот продукт, потому что он на самом деле очень мощный, когда вы его используете, и он также очень надежен.


5. Комплект для переоборудования электрического велосипеда для велосипеда с передним колесом 350 WE

Проверить цену на Amazon

Теперь это немного другое для тех, кто хочет получить электронный велосипед! Вместо того, чтобы покупать новый электрический велосипед, вы можете получить этот комплект, который позволит вам превратить любой обычный велосипед в новый электровелосипед! Похоже на то, что вы бы хотели?

Он поставляется с системой помощи при педалировании, дроссельной заслонкой с большим пальцем и дисплеем практического уровня, интеллектуальным контроллером двигателя, двигателем переднего колеса, тормозными ручками, датчиком кривошипа, одной сумкой для контроллера и простым в использовании руководством - всем, что вам нужно вам нужно вывести свой велосипед и ваш любимый велосипед на новый уровень.

Плюсы:
+ Руль с дросселем для большого пальца
+ Электрокинетическая аккумуляторная батарея, одобренная CE, 36 В
+ Двигатель 16-22 миль / ч (25-35 км / ч)
+ Работает как с литиевыми, так и с кислотными аккумуляторами

Почему мы Like It - Возможно, у вас уже есть дома велосипед вашей мечты, и если да, то почему бы не выбрать этот полный комплект со всем необходимым, чтобы превратить ваш классический велосипед в электровелосипед?


6. EBIKELING 48V 1200W Fat Front Водонепроницаемый комплект для переоборудования электрического велосипеда

Проверить цену на Amazon

Если вам нужно колесо электрического велосипеда, которое очень легко установить и легко использовать, то оно идеально подходит для вас.Он поставляется со всем необходимым оборудованием, которое вам понадобится для его установки и использования, поэтому вам не придется покупать какие-либо дополнительные приспособления, поскольку они идут вместе со всеми.

Он оснащен ЖК-дисплеем, поэтому вы можете видеть, с какой скоростью вы работаете и сколько заряда осталось. Вы также можете остановить работу электрического компонента колеса в любой момент, поэтому, если вам нужно использовать его вручную, вы также можете сделать это.

Плюсы:
+ Простота установки
+ Простота использования
+ Поставляется со всем необходимым
+ ЖК-дисплей
+ Ручной режим

Почему он нам понравился - Нам понравился этот продукт, потому что он также поставляется с трехмесячная гарантия, так что вы будете защищены, если что-то пойдет не так.


7. Комплект для переоборудования электрического электрического велосипеда LLY, 26 дюймов, 48 В, 1000 Вт

Проверить цену на Amazon

Этот пакет содержит все, что вы хотите от комплекта для переднего электрического велосипеда. Вы получаете двигатель мощностью 48 В / 1000 Вт, который обеспечивает максимальную скорость 27 миль в час. Он также довольно легко даст вам среднюю скорость 24 мили в час, что быстрее, чем предлагают многие электрические велосипеды. Размер шины составляет 1,57 дюйма, а колеса - 28 дюймов.

Комплект переднего электрического велосипеда содержит контроллер 48 В, дроссель с большим пальцем, два ручных тормоза и две ручки.Вы также получаете ремень безопасности и сумку для хранения вашего контроллера. Это не только полный комплект, но и очень разумная цена.

Плюсы:
+ Максимальная скорость 27 миль в час
+ Два ручных тормоза
+ Эффективный безредукторный мотор-ступица
+ Контроллер 48 В
+ Железные спицы

Почему нам это понравилось - Этот электрический велосипед с передним колесом не только Комплект предоставит вам все необходимое для преобразования вашего велосипеда в электронный велосипед, но он также доступен по разумной цене.


8. Комплект рамы переднего колеса бесщеточной втулки электрического велосипеда ZeHuoGe

Проверить цену на Amazon

Преобразование обычного велосипеда и превращение его в электрический велосипед может показаться сложной задачей, но этот практичный комплект делает процесс одновременно простым , быстро и весело! Мощный мотор позволяет вам управлять вашим новым электронным велосипедом с максимальной скоростью 45 километров в час, что намного быстрее, чем может управлять большинство электронных велосипедов, и очень приятно думать, что это то, что может сделать ваш обычный велосипед. приходить делать когда-нибудь.

С этим комплектом вы получаете моторизованное переднее колесо, дроссельную заслонку, датчик помощи педали, контроллер мотора, жгут проводов и рычаг силового тормоза, который является всем, что вам нужно, чтобы начать преобразование вашего старого велосипеда в новый. (и быстрый!) электровелосипед.

Плюсы:
+ С системой PAS
+ 1000 Вт, 48 В, бесщеточный мотор-ступица
+ Включает зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов
+ 3 светодиодных индикатора

Почему нам это нравится - В этом комплекте есть колесо с мощным двигателем, которое поможет вам быстро добраться до места назначения, а при покупке вы получите практичную сумку для переноски и зарядное устройство.


Руководство для покупателя электрического велосипеда с передним колесом

Существует множество различных колес для электрических велосипедов, и они действительно могут принести пользу вам и окружающей среде, к тому же они на самом деле дешевле, чем покупка электрического велосипеда, и в значительной степени могут сделать та же работа, что и один. Поэтому у них много преимуществ. Однако есть некоторые вещи, на которые вам следует обратить внимание, прежде чем вы решите их купить, и мы обсудили их чуть ниже.

Top Speed ​​

Вы могли заметить, что каждое колесо электрического велосипеда может двигаться с разной скоростью.Некоторые из них действительно разительно отличаются. Например, у одного может быть максимальная скорость 12 миль в час, а у другого максимальная скорость 40 миль в час. Это действительно зависит от того, по какой дороге вы собираетесь ехать.

Как только вы это узнаете, станет яснее, какая скорость больше подходит для вашей повседневной жизни. Одна вещь, о которой вам нужно помнить, заключается в том, что если вы приобретете машину, способную развивать более высокие скорости, вы не захотите превышать скорость на дорогах с установленными ограничениями скорости, потому что вы можете рискнуть своей жизнью и окружающими. ты.

Distance

Когда вы посмотрите описания некоторых колес электрического велосипеда, вы заметите, что некоторые из них могут преодолевать разные расстояния по сравнению с другими. Прежде чем решить, какое колесо электрического велосипеда вы хотите купить, вам необходимо знать, на какие расстояния вы планируете проехать с ним.

Это потому, что вы не хотите покупать тот, который сможет путешествовать только на короткие расстояния, когда вам действительно нужно путешествовать на большие расстояния, и наоборот.Поэтому это очень важный фактор, на который нужно обращать внимание. Не только это, но, возможно, даже стоит изучить каждую из них, потому что некоторые из менее дорогих версий могут даже преодолевать большие расстояния по сравнению с более дорогой.

Двигатель

Вы могли заметить, что некоторые электрические колеса на самом деле имеют двигатели разных размеров, и вы можете задаться вопросом, почему. Если у него действительно есть двигатель меньшего размера, это означает, что электрическое колесо может быть не таким мощным по сравнению с колесом с гораздо большим числом.Не только это, но и наличие у них двигателя большего размера может также означать, что они могут двигаться немного быстрее.

Чтобы решить, какой размер двигателя вам действительно нужен, вам нужно знать, для чего именно вы планируете использовать свой велосипед. Это связано с тем, что вам может потребоваться более мощный, например, если вы планируете использовать его на большем количестве дорог в сельской местности, вам может понадобиться что-то немного более мощное, и которое может двигаться с большей скоростью. В то же время, если вы находитесь в городе, вам может не понадобиться тот, который способен развивать более высокие скорости, и он может не быть таким мощным, поскольку движение довольно медленное.

Как установить колесо электровелосипеда?

Прежде всего, вам нужно разложить все оборудование перед собой. Затем убедитесь, что переднее колесо на вашем велосипеде снято. После того, как вы это сделаете, установите электрическое колесо на место и убедитесь, что оно направлено вперед. Поместите гайки с обеих сторон колеса, а затем убедитесь, что они плотно установлены. Затем замените тормозные рычаги на те, которые были у вас в комплекте с электрическим колесом.

После того, как вы это сделаете, протяните трос обратно в ваши новые ручные тормоза, чтобы все они были подключены. Сдвиньте дроссельную заслонку рядом с ручным тормозом и затяните ее, чтобы она не болталась. Если у вас есть ЖК-дисплей, вам нужно будет прикрепить его рядом с дроссельной заслонкой, а затем прикрепить датчик скорости к колесу. Если он поставляется с какими-либо дополнительными функциями, возможно, вам придется прочитать руководство по эксплуатации, чтобы узнать, как их установить.

Как почистить колесо электрического велосипеда?

Если вы немного покатались на своем велосипеде по бездорожью или это был очень тяжелый и грязный день в городе, вы можете почистить колесо электрического велосипеда.Есть несколько способов сделать это, например, вы можете очистить это теплой водой с мылом. Однако при использовании этого метода вам нужно быть более осторожным, так как вы не хотите, чтобы он соприкасался с какими-либо электрическими частями велосипеда или колеса, и вам также не нужно, чтобы это было рядом с батареей. Еще один способ удалить небольшое количество грязи с велосипеда и колес - использовать влажные салфетки. Однако этот метод не подходит, если он действительно грязный и грязный.

В чем разница между электрическим велосипедом и колесом электрического велосипеда?

Возможно, вы тоже видели электрические велосипеды, и вам может быть интересно, в чем разница между одним из них и колесом электрического велосипеда.Честно говоря, нет такой большой разницы, поскольку они оба предоставляют вам электрический велосипед, который может помочь вам, когда вы на нем катаетесь, позволяя вам ехать быстрее.

Это потому, что педали обеспечивают электрическую поддержку. Но между ними есть одно существенное различие - это цена. Электрические велосипеды, как правило, немного дороже, чем колеса электрического велосипеда. Поэтому это зависит от того, какой из них вам больше подходит в финансовом отношении, но они оба выполняют одну и ту же работу.

Совет эксперта

Если вы хотите максимально эффективно использовать колесо электрического велосипеда, всегда лучше зарядить его на ночь. Это потому, что к утру он будет полностью заряжен.

Знаете ли вы?

Если вы хотите, чтобы колесо вашего электрического велосипеда двигалось быстрее, всегда лучше установить гладкие шины, так как они позволят вам двигаться с большей скоростью. Кроме того, в этом также может помочь поддержание накачанных шин.

Заключение

В Интернете и в магазинах по всей Америке можно найти множество колес для электрических велосипедов.Может быть довольно сложно решить, какое электрическое колесо велосипеда лучше всего подойдет вашему велосипеду, а какое на самом деле лучше всего подойдет вашим потребностям. Это потому, что все они имеют разную скорость, и все они также могут преодолевать разные расстояния. Поэтому вам нужно знать, для чего вам нужно его использовать, прежде чем покупать его, так как вы не захотите тратить свои деньги.

Прежде чем вы купите колесо электрического велосипеда, вам нужно обратить внимание на определенные особенности, которые мы обсудили в руководстве для покупателя.Колесо электрического велосипеда может принести большую пользу, поскольку оно не только лучше для окружающей среды, но и для вашего кармана. Это потому, что это может сэкономить вам деньги от необходимости пользоваться общественным транспортом или даже платить за топливо для автомобиля.

Amazon рекомендует:

Если вам понравился этот обзор, пожалуйста, оцените ниже.

.

Что такое электрические велосипеды? Как они работают?

Что такое электрические велосипеды?

Когда кто-то слышит электрический велосипед , первое, что они представляют, может быть скутер или электрический мотоцикл, но на самом деле они выглядят совсем иначе. Просто представьте себе обычный велосипед, а затем добавьте к нему несколько электрических компонентов, таких как двигатель, аккумулятор и контроллер, - все это органично интегрировано в дизайн. Эти предметы составляют основу всех электрических велосипедов на рынке!

Как работают электрические велосипеды

Электровелосипеды педалируют и управляются так же, как обычный велосипед.По большому счету, в электровелосипеде будут использоваться те же детали. Электрический компонент предназначен для увеличения возможностей человека, а не для его полной замены. Это делает препятствия, такие как холмы и встречный ветер, более управляемыми и позволяет вам путешествовать дальше, не уставая.

См. Нашу диаграмму, чтобы подробнее узнать, как работают электрические велосипеды, включая двигатель, аккумулятор, трансмиссию и процесс зарядки:

[DISPLAY_ULTIMATE_PLUS]

Поделиться этим изображением на своем сайте

Пожалуйста, укажите ссылку на EVELO.com с этим изображением.










< br />








Как работают электрические велосипеды инфографика





















Выбор подходящего электровелосипеда

Комфорт и Качество компонентов по-прежнему важно для электрического велосипеда, как и для обычного велосипеда.Но теперь вам нужно учесть еще несколько вещей.

Электродвигатель

Электродвигатели велосипеда бывают самых разных номиналов мощности, от 200 Вт до 1000 Вт и более. Законный предел в США составляет 750 Вт, хотя разные штаты могут устанавливать свои собственные ограничения.

Думайте об этом пределе как о лошадиных силах. Более высокий рейтинг означает, что велосипед сможет с большей легкостью поднимать больший вес, но за счет использования большей емкости аккумулятора при этом. Следовательно, двигатель мощностью 750 Вт разрядит аккумулятор намного быстрее, чем двигатель на 250 Вт, но он будет более мощным.

Однако необходимо учитывать еще один фактор. Дизайн и расположение мотора играют важную роль в работе электрических велосипедов.

Самый распространенный тип двигателя для электровелосипедов называется ступичный. Обычно он встроен в заднее или переднее колесо. Когда он включен, он тянет или толкает колесо. Хотя эта система работает хорошо, у нее есть один ключевой недостаток. Поскольку он не связан с шестернями велосипеда, он теряет эффективность на холмах и пересеченной местности.Представьте себе, что вы ведете автомобиль на одной передаче в течение всего дня. Он принесет вам места, но не даст вам оптимального крутящего момента или скорости, которые вы получаете с полным диапазоном передач.

В EVELO мы предлагаем запатентованный двигатель среднего привода, который интегрирован с кривошипом и шестернями. Это добавляет несколько преимуществ:

  • Повышенная производительность при меньшем расходе энергии аккумулятора, поскольку двигатель среднего привода использует существующие передачи велосипеда;
  • Намного лучшая способность преодолевать подъемы, так как вы можете переключать передачи в зависимости от наклона; и
  • Управляемость улучшена, поскольку двигатель расположен ближе к земле, сохраняя центрированный и низкий вес.
Аккумулятор

Поскольку аккумулятор влияет на вес, стиль и запас хода велосипеда, его выбор имеет решающее значение. Аккумуляторы играют огромную роль в работе электрических велосипедов. Большинство предлагаемых на рынке аккумуляторов относятся к одной из следующих двух категорий:

Sealed Lead Acid (SLA)

Эти аккумуляторы когда-то были стандартным типом аккумуляторов для большинства электросамокатов и электровелосипедов. В наши дни в большинстве электросамокатов по-прежнему используются батареи SLA, в то время как электрические велосипеды (которые часто требуют участия человека) выбрали новые технологии аккумуляторов, чтобы сделать велосипед как можно более легким.

Преимущества
Недостатки
  • Тяжелые и громоздкие
  • Предлагают меньшую дальность поездки
  • Меньший срок службы - около 100-300 циклов зарядки
  • Требуется больше обслуживания и необходимо заряжать сразу после использования
Литий (ион / полимер / марганец и т. Д.)

Это новейшая технология в аккумуляторах. Срок службы литиевой батареи примерно в 2-3 раза больше, чем у батареи SLA.Литиевые батареи намного легче и не требуют обслуживания.

Преимущества
  • Легкость - литий-полимерные батареи большой емкости 36 В 10 Ач могут весить всего 6 фунтов!
  • Предлагает больший запас хода - аккумулятор может проехать до 40 миль в режиме помощи педалям (или 20 миль при использовании только газа).
  • Более длительный срок службы: около 800 зарядок или 3 года практически ежедневного использования
Недостатки
  • Более дорогой - от 1500 до 3000 долларов и выше
Контроллер

Доступен в различных вариантах исполнения. стилей, контроллер позволяет управлять электроусилителем вашего электрического велосипеда и является важной частью работы электрических велосипедов.Для удобства использования контроллер расположен на руле. Существует два основных стиля контроллеров - контроллеры с педальным управлением и контроллеры с дроссельной заслонкой.

Системы, активируемые педалью, предлагают электрическую помощь при нажатии на педали. Нет необходимости задействовать дроссельную заслонку - простое нажатие на педаль сделает свое дело. Электрические велосипеды с системами, активируемыми педалями, имеют контроллер, установленный на руле, который позволяет вам регулировать уровень помощи, которую вы получаете при нажатии на педали. Вы можете набрать объем помощи, который вам нужен, от отсутствия помощи до значительной помощи.

Контроллеры с дроссельной заслонкой работают с простым дроссельным механизмом. Дроссельная заслонка будет либо поворотной, либо нажимной. С дроссельной заслонкой вы просто оттягиваете или нажимаете дроссельную заслонку, чтобы получить электрическую помощь. Некоторым электрическим велосипедам не требуется ничего, кроме активации дроссельной заслонки, что позволяет ездить без педалирования.

В целом электрические велосипеды просты в использовании, эксплуатации и обслуживании. В целом, они не требуют особого обслуживания сверх того, что требует стандартный велосипед.


Как управлять велосипедом?

Электрические велосипеды очень просты в эксплуатации. Вам как гонщику доступны три режима работы:

Только педаль

В любой момент вы можете крутить педали на электрическом велосипеде так же, как на обычном велосипеде. Мотор не создает дополнительного сопротивления, поэтому он будет ощущаться так же, как на обычном велосипеде. В зависимости от модели, которую вы покупаете, ваш велосипед будет иметь либо 3, либо 8 передач, либо специальную внутреннюю трансмиссию NuVinci® N360 ™, которая предоставляет вам неограниченное количество передач.

Pedal-Assist (иногда называемый Electric-Assist)

В этом режиме вы можете использовать сочетание энергии человека и электроэнергии. Как только вы включите этот режим с помощью кнопки включения / выключения на руле, двигатель будет мягко подавать электроэнергию, когда вы крутите педали. Вы по-прежнему можете переключать передачи при изменении ландшафта, чтобы использовать больший крутящий момент или более высокую скорость. Приятно использовать режим помощи при педалировании, так как он делает езду на велосипеде легкой, сглаживает холмы и дает вам возможность просто наслаждаться собой и пейзажем.

Режим помощи при педалировании обеспечивает три уровня помощи: низкий (30%), средний (60%) и высокий (100%). Процентное соотношение просто указывает, сколько дополнительной мощности двигатель будет обеспечивать в дополнение к педалированию. Низкое значение добавляет 30% мощности к педалированию, а высокое - по существу удваивает его. Простое нажатие кнопки переключает вас на разные уровни.

Только электрическая

Этот режим работы позволяет вам расслабиться и сделать перерыв, поскольку вы позволяете двигателю выполнять работу.Чтобы использовать режим «только электрический», просто поверните дроссельную заслонку, расположенную на левом руле, и вы почувствуете, как включается двигатель и толкает вас вперед. Держите ручку газа повернутой, чтобы продолжить движение, или отпустите, если вы готовы начать крутить педали или хотите остановиться. Обратите внимание, что в соответствии с федеральными правилами максимальная скорость в режиме работы только на электричестве ограничена 20 милями в час.


Нужны ли мне права для езды на таком?

Электрические велосипеды все еще являются довольно новой концепцией в США, поэтому существует большая путаница в отношении того, как закон рассматривает их.Федеральный закон рассматривает электрические велосипеды этого класса как обычные велосипеды при условии, что они отвечают двум условиям: (1) максимальная скорость в режиме «только электрический» составляет 20 миль в час; и (2) мощность двигателя не должна превышать 750 Вт.

Электровелосипеды EVELO соответствуют обоим федеральным требованиям. Мы ограничиваем максимальную скорость в режиме «только электрический» на уровне 20 миль в час, хотя вы, конечно, можете ехать быстрее на своем велосипеде с помощью педали, если хотите. Наши двигатели рассчитаны на 250 Вт, что вполне соответствует федеральным ограничениям.

Следовательно, электрические велосипеды не нуждаются в специальной регистрации, лицензии или страховке для эксплуатации. Более того, они пользуются теми же привилегиями, что и обычные велосипеды, например, им разрешено передвигаться по доступным велосипедным дорожкам.

Однако в разных штатах действуют свои особые требования в отношении использования электрических велосипедов. Хотя большинство из них следует федеральному руководству, некоторые действительно отличаются. Если у вас есть вопросы о том, как работают электрические велосипеды в вашем штате, вы можете связаться с нами, и мы укажем вам направление, чтобы узнать дополнительную информацию для вашего штата.Для вашей личной безопасности мы рекомендуем использовать шлем, фонари и светоотражатели, даже если это не предусмотрено законом.

.

Миф о мощности электровелосипеда

Почти каждый розничный электрический велосипед и комплект для переоборудования электровелосипеда указан на определенном уровне мощности, например, «электрический горный велосипед на 500 ватт» или «комплект для переоборудования электровелосипеда на 250 ватт», но часто это номинальная мощность вводит в заблуждение или просто неправильно. Проблема в том, что производители не используют одни и те же стандарты для наименования своих двигателей, а потребители часто не понимают различий.

Что такое ватт?

Давайте начнем с некоторых определений и небольшого урока физики.«Ватт» - это единица мощности, названная в честь шотландского инженера Джеймса Ватта.

Вт можно использовать для измерения мгновенной выходной (или входной) мощности машины, такой как электродвигатель на вашем электровелосипеде. Количество ватт, используемых электродвигателем в любой момент, равно напряжению, подаваемому батареей, умноженному на ток, протекающий от батареи к двигателю. Таким образом, двигатель ebike, подключенный к батарее 24 В, на которую подается ток 10 ампер, будет иметь мощность 24 * 10 = 240 Вт.

Как видите, вычислить пиковую мощность электровелосипеда просто. Вы просто умножаете напряжение аккумулятора на максимальный ток, который может выдержать ebike. Максимальный ток определяется контроллером электровелосипеда и обычно составляет 15-30 ампер. Электровелосипед с батареей 48 В и пиковым контроллером на 20 ампер теоретически может выдавать номинальную мгновенную мощность 960 Вт.

Здесь все усложняется, потому что производители электровелосипедов не всегда так оценивают свои запчасти.

Ложь! Обман! Богохульство!

Это происходит по ряду причин. Распространенная причина - обойти законы об импорте. Многие европейские страны ограничивают импорт электровелосипедов с двигателем мощностью 250 Вт или меньше. 250 Вт - это не очень большая мощность по стандартам ebike. Профессиональные велосипедисты могут вырабатывать более 400 Вт только на одной ноге.

Итак, чтобы очистить свои электрические велосипеды для импорта в как можно большее количество стран, многие производители электровелосипедов оценивают компоненты на своих электровелосипедах намного ниже, чем они есть на самом деле.

Встречайте моторы «250 ватт».

Вот отличный пример комплекта для переоборудования электрического велосипеда мощностью 250 Вт. Он поставляется со всеми деталями, кроме батареи, довольно стандартным двигателем, оцененным производителем как «250 Вт», и довольно приличной ценой около 250 долларов, включая доставку. Но когда мы смотрим на спецификации, мы видим, что контроллер 36 В имеет ограничение по пиковому току 15 А. Подсчет показывает, что 36 В * 15 А = 540 пиковых ватт.

Это очень распространено в отрасли. Электровелосипеды, продаваемые с двигателями «250 Вт», часто стандартно поставляются с батареями на 36 В и контроллерами на 15 или 20 А.Как мы видели, контроллер на 15 ампер будет означать, что фактическая пиковая мощность, подаваемая на двигатель, ближе к 540 Вт, а контроллер на 20 ампер будет более 700 Вт.

Ага, «250 ватт» мой tuchus !

Как производителям электровелосипедов это сходит с рук? Один из способов - оценить двигатель по «постоянной мощности», а не по «пиковой мощности». Разница между непрерывной мощностью и пиковой мощностью состоит в том, что непрерывная мощность по существу означает мощность, с которой двигатель может безопасно работать в течение неопределенного времени без повреждения или перегрева двигателя.Двигатель «250 Вт непрерывного действия» теоретически может бесконечно работать при мощности 250 Вт без перегрева, но увеличение мощности приведет к его перегреву. Если двигатель действительно является двигателем мощностью 250 Вт по определению, то работа этого двигателя на мощности 251 Вт в конечном итоге приведет к его перегреву.

Могут ли компании, производящие электровелосипеды, оценивать свои моторы таким образом? Технически да, если цифры верны. Но в большинстве случаев двигатель «250 Вт непрерывного действия» может непрерывно обрабатывать более 250 Вт, что означает, что числовое обозначение является неточным и вводящим в заблуждение.

Проблема здесь не в морали недооценки технических характеристик электровелосипеда (это один из немногих случаев, когда вы обычно получаете на больше, чем на , чем вы платите), а в том, что это часто сбивает с толку клиентов и значительно затрудняет сравнение различных двигателей.

двигатель «250 ватт» с мощностью 500 ватт

Как лучше всего использовать номинальную мощность?

При сравнении электровелосипедов или комплектов электровелосипедов важно прежде всего знать, сравниваете ли вы постоянную или пиковую мощность.Когда кто-то сообщает, что велосипедисту весом 220 фунтов, вероятно, понадобится двигатель мощностью не менее 1000 Вт, он или она обычно имеет в виду 1000 Вт пиковой мощности, так как по количеству мощности, которую электровелосипед должен быть в состоянии произвести, чтобы поднять райдера в гору.

Комплект для переоборудования электрического велосипеда мощностью 500 Вт может быть указан как комплект мощностью 500 Вт, но более внимательный осмотр может показать, что в комплект входит аккумулятор на 48 В и пиковый контроллер на 20 А. Математика показывает нам, что этот комплект на самом деле способен выдавать 48 В x 20 А = 960 Вт, по сути, комплект на 1000 Вт.То, что поначалу могло показаться слишком слабым (рекламируемое как 500 Вт), на самом деле представляет собой пиковый комплект мощностью примерно 1000 Вт, идеально подходящий для нашего 220-фунтового райдера, который мы использовали в примере выше.

Законодатели ничего не знают об электронных велосипедах (помимо прочего)

Это также интересный пример того, насколько бессмысленны многие законы об электрических велосипедах. Ограничение мощности двигателей для электровелосипедов не обязательно ограничивает их мощность. Несмотря на то, что двигатель имеет маркировку 250 Вт (и даже если это действительно настоящий двигатель мощностью 250 Вт), любой может подключить его к батарее 48 В и запустить через двигатель 20 ампер, чтобы получить мощность в 1000 Вт.Конечно, это может в конечном итоге повредить или разрушить двигатель, но все же демонстрирует, насколько это вполне возможно с практической точки зрения.

Фактически, двигатели с прямым приводом, такие как Nine Continent, часто указываются как двигатели мощностью 500 или 1000 Вт, но многим людям удалось запустить их на мощность более 3000 Вт, высверлив в крышках крышки, чтобы обеспечить дополнительное воздушное охлаждение двигателя. Другие модификации, такие как увеличение диаметра проводов, подводящих мощность к медным обмоткам, могут помочь максимизировать полезную выходную мощность этих мощных двигателей с недооцененными характеристиками.

Эти примеры должны усилить главный вывод: когда вы смотрите на комплект для переоборудования электрического велосипеда или электровелосипеда, всегда вычисляйте пиковые мощности в уме (вольт x ампер), чтобы провести честное сравнение фактической мощности, которую вы можете ожидать. любой настройки ebike. Таким образом, вы будете знать, какой уровень мощности вы действительно испытаете, когда будете готовы повернуть дроссель.

фото 1, 2

.

Вот мое объяснение терминов, связанных с двигателями.

Большинство новых электробайкеров не заботятся о деталях двигателей, на которых мы ездим, пока они просто работают. Но иногда мы используем термины в наших статьях, чтобы описать некоторые характеристики электродвигателей, и мы хотим, чтобы наши читатели понимали, почему один вариант лучше другого для данного приложения.

Эта статья является частью первой в серии из двух частей, первая часть которой охватывает основные термины, которые используются для описания двигателей электровелосипедов.Вот что охватывает часть 1:

Постоянные магниты и электромагниты

Прямой привод, редуктор или средний привод

Матовый и бесщеточный

Почему трехфазный?

Inrunner или outrunner

Kv и «счетчик оборотов»

Большое число полюсов и низкое число полюсов

Осевое или радиальное


Постоянные магниты и электромагниты

Постоянный магнит (PM) довольно легко взять в руки.Это кусок металла, который кажется все время магнитным, но его привлекают только черные металлы, то есть металлы, в которых есть железо (например, сталь). Есть только три типа постоянных магнитов, о которых вы, вероятно, услышите в двигателях электронных велосипедов: феррик, самарий-кобальт и неодим.

Несколько лет назад в некоторых небольших и недорогих двигателях использовались довольно слабые магниты « Ferric », обычно темно-серого цвета. Двигатель Kollmorgen - один из примеров. Эти недорогие магниты до сих пор иногда можно встретить в детских электромобилях.

Самариево-кобальтовые магниты были разработаны в 1970-х годах, и они ОЧЕНЬ термостойкие. Они сохраняют свою полную магнитную мощность (измеренную в Gauss ), когда они подвергаются воздействию температур, близких к температуре Кюри 800 ° C (1400F). Однако они дороги из-за необходимости использования кобальта, поэтому ... желание иметь сильные постоянные магниты, которые были на дешевле , привело нас к разработке неодима в 1982 году.

Неодимовые магниты - это прорыв, который действительно позволил буму электромобилей случиться всего около десяти лет назад, в начале 2000-х.Neo уже давно существуют, но раньше были очень дорогими. Когда произошел бум компьютерных жестких дисков, компьютерной индустрии понадобился более сильный магнит для упаковки во все более компактные диски, которые должны были хранить больше информации. Серийное производство неомагнитов для компьютеров упало в цене, и затем производители небольших двигателей с постоянными магнитами начали использовать неодимовые магниты для массового производства.

Чтобы понять тепловые характеристики неомагнитов, было бы полезно объяснить, как делаются постоянные магниты.Основной материал изготовлен и сформирован, а затем его необходимо нагреть до температуры, превышающей их «температуру Кюри». Это температура, при которой отдельные атомы находятся в энергетическом состоянии, когда они могут вращаться и вращаться свободно, не подвергаясь влиянию магнитной ориентации соседних атомов.

В этот момент горячий материал подвергается воздействию очень сильного магнитного поля, которое создается электромагнитом, расположенным рядом с ним. Затем… , пока электромагнитное поле все еще находится под напряжением. материал охлаждается.В результате все атомы (каждый из которых сам по себе является крошечным магнитом) имеют все свои магнитные поля, выровненные в одном направлении, и, по сути, все они застывают на месте, но при этом указывают в одном направлении.

Температура Кюри для высококачественного неодима (с добавлением тербия и диспрозия) составляет 320 ° C / 600 ° F. Однако обычные неомагниты сделаны из самого дешевого сорта и могут начать терять часть своего магнетизма при температуре около 80 ° C (170F).

Магниты для электромобилей для электромобилей - это класс, который немного выше, чем у самых дешевых магнитов, потому что они часто подвергаются более высоким температурам, чем должны быть ничего не подозревающие клиенты.Годы опубликованных экспериментов настоящих электронных байкеров над бесконечной сферой привели к выработке общепринятого практического правила, позволяющего избегать нагрева мотора электронного велосипеда до температуры выше 95 ° C (200F).

Если ваш двигатель кажется, что он потерял некоторую мощность, а также , теперь имеет немного более высокую максимальную скорость ... вы, вероятно, перегрели свои магниты ... и нет никакого способа исправить это.

Конечно, наш опыт научил нас, что если двигатель полностью остынет при любых условиях, он, вероятно, будет несколько больше, тяжелее и дороже, чем это необходимо для выполняемой работы.И… на другой конец шкалы , , если вы не можете держать руку на двигателе , потому что он слишком горячий, то вы, вероятно, превращаете слишком много ватт батареи в отработанное тепло. Итак… любые температуры от комнатной (в круизном режиме) до 60C (140F) во время самых тяжелых нагрузок являются оптимальным вариантом для конструкции системы электронного велосипеда.


Это подводит нас к электромагнитам

Основной эксперимент в области электричества - намотать медную проволоку на гвоздь, сделанный из стали (99% железа).Когда вы пропускаете ток через провод, гвоздь временно становится магнитом. Затем… , когда вы обесточиваете провод , гвоздь перестает быть магнитом . Магниты имеют северный и южный полюс, и вы также можете поменять местами полюса магнита, поменяв местами положительные и отрицательные полюса батареи, которую вы используете, чтобы сделать гвоздь магнитом.

Поменять местами полюса одного и того же электромагнита (вперед и назад) полезно для понимания, потому что это основной компонент работы некоторых современных электродвигателей для электровелосипедов .Один из самых основных законов магнитов заключается в следующем: противоположные полюса на притягиваются, друг к другу, а одинаковые полюса на отталкиваются друг от друга на .

Если у PM северный полюс обращен наружу, и он расположен напротив двух электромагнитов, которые расположены бок о бок… вы можете увидеть, что если на электромагнит слева подано напряжение, так что его северный полюс , обращен к PM , и электромагнит справа находится под напряжением, так что его южный полюс обращен к PM, левый электромагнит будет толкать PM вправо, в то время как правый электромагнит тянет вправо .


Прямой привод, редуктор или средний привод

Ступичные двигатели (DD)

с прямым приводом настолько просты, насколько это возможно. Они достаточно велики, чтобы быть незаметными, несколько тяжелыми, а в отключенном состоянии они обладают небольшим магнитным сопротивлением (так называемый зубчатый ).

Они остаются актуальными и, вероятно, выживут по нескольким причинам. Их простота снижает их цену, поэтому они, вероятно, останутся самым доступным комплектом для электровелосипедов для начинающих.Кроме того, при скорости выше 30 миль в час они могут выдерживать больше тока и тепла, чем мотор-редукторы. И последнее ... в сочетании с синусоидальным контроллером они практически бесшумны.

Втулки

Direct-Drive (DD) настолько просты, насколько это возможно. Ось и статор справа закреплены, а вращающаяся часть находится слева.

Мотор-редукторы имеют внутреннюю зубчатую передачу, которая позволяет двигателю вращаться примерно 5 раз за каждый раз, когда колесо вращается. Это позволяет относительно небольшому и легкому двигателю иметь такой же крутящий момент, как и больший двигатель с прямым приводом.Одна из причин, по которой они очень популярны, заключается в том, что они включают внутреннюю муфту свободного хода, поэтому, когда вы крутите педали без включения питания, она легко катится без сопротивления (без зубцов).

Это самый популярный тип для уровней мощности от 250 Вт до 1200 Вт.

Мотор-редукторы

-ступицы наиболее популярны для средних и малых уровней мощности.

Дополнительная сложность и дороговизна среднего привода имеет очень определенные преимущества. Самый распространенный стиль позволяет двигателю использовать велосипедные передачи, и это очень помогает двум профилям пользователей.Европейский Союз (ЕС) имеет низкий предел мощности 250 Вт, что очень затрудняет подъем по крутым холмам. Возможность переключения небольшого двигателя с пониженной передачи на более низкую передачу - серьезное улучшение.

Другой пользователь, которому нужен на средней дороге, - это тот, кто тащит тяжелый груз на своем велосипеде на сверхкрутых подъемов . (грузовой байк в Сан-Франциско?). Однако наиболее энтузиастами мощных средних приводов были внедорожники с полной подвеской…

Самым популярным средним приводом factory был привод Bosch, причем с большим отрывом.Самым захватывающим комплектом среднего привода средней мощности стал Bafang BBS02, а лучшим мощным средним приводом повышенной мощности для бездорожья является комплект Lightning Rods 2800W (прочтите нашу статью о комплекте LR здесь). Изменить: по состоянию на 2016 год BBSHD мощностью 1500 Вт стал довольно популярным.

Средний привод имеет большое преимущество при подъеме на медленные и крутые подъемы.

2-скоростной редуктор

Вот последнее дополнение, компания Xiongda производит двухскоростную втулку с редуктором, которая может иметь большое влияние на мир электрических велосипедов.Он имеет два набора внутренних шестерен, и двигатель на ходу реверсирует, чтобы задействовать более низкую передачу для подъема на холм.

В настоящее время у них есть только одна модель (по состоянию на 2014 год), которая представляет собой небольшой блок мощностью 500 Вт, который был разработан для европейского рынка. Однако, если они когда-нибудь начнут делать концентратор большего размера, который может обеспечивать 750 Вт при напряжении 36 В, я считаю, что это будет очень интересным событием для клиентов из Северной Америки. (Читайте нашу статью о 2-скоростной Xiongda здесь)


Кисть и щетка - МЕНЬШЕ

Поскольку ротор вращается, мы должны добавить метод включения и выключения катушек на роторе во время его работы.Для щеточного двигателя это достигается с помощью переключающего контакта, который трется об одну из вращающихся частей (см. Видео здесь).

«Щетки» - это контакт, который обычно находится на корпусе стационарного двигателя (поэтому степень износа можно проверить даже при работающем двигателе, поскольку щетка со временем становится короче), и они обычно проектируются таким образом, чтобы легко чистить и заменять при необходимости. Часть щеточных контактов, которая рассчитана на длительный срок службы (поверхности, о которые трутся щетки), обычно прикрепляется к валу ротора и называется коммутатором.

Это изображение обычного крошечного щеточного двигателя. Он имеет два изогнутых магнита в статоре (прикрепленных к внешней оболочке). Так как ротор в центре имеет только три катушки, коммутатор на конце вала имеет 6 контактов, о которые трутся две щетки. Одна щетка подключена к положительному проводу, идущему от контроллера, а другая щетка - к отрицательному.

Причина, по которой бесщеточные двигатели популярны среди сборщиков электровелосипедов своими руками, заключается в том, что ... даже если вы можете захотеть запустить двигатель на 36 В при первой его установке, использование бесщеточного двигателя позволяет вам запускать тот же двигатель при разных напряжениях .Мотор-ступица 9C Direct Drive (DD) рекламируется для работы при напряжении 36 В / 48 В, но… победитель Pikes Peak без проблем использовал 111 В на 9C.

Я читал, что щетки грязные, их нужно время от времени заменять, и они менее эффективны, но ... щетки предназначены для определенного диапазона напряжений (более высокие напряжения требуют большего расстояния), и строители DIY хотят свободы экспериментов и обновлений . Честно говоря, щеточные двигатели (такие как большой Agni) используют контроллеры, которые на НАМНОГО МЕНЬШЕ дороже бесщеточных контроллеров, и для некоторых производителей это остается значительным преимуществом.

Но как контроллеры для бесщеточных двигателей с постоянными магнитами знают, когда включать и выключать электромагниты (в статоре) с точной синхронизацией? Поскольку это трехфазные двигатели (все катушки статора разделены на три группы катушек), в обычном бесщеточном двигателе Ebike есть три датчика Холла.

Каждый из трех датчиков Холла имеет три ножки (всего девять ножек), но у трехфазного двигателя только пять проводов Холла, выходящих из корпуса двигателя. Это связано с тем, что один провод обеспечивает плюс ко всем трем датчикам, один провод обеспечивает заземление / минус ко всем трем датчикам, а затем три оставшихся провода служат для сигнала включения / выключения… по одному сигнальному проводу для каждого датчика.Сигнал представляет собой импульс 5 В. Итак… 5 В подается на каждую положительную ножку трех датчиков Холла, и когда магнит находится рядом с датчиком, 5 В проходит через датчик Холла в сигнальную ножку обратно к контроллеру.

Вот три датчика Холла в нормальной конфигурации. Левая нога на каждом датчике Холла - положительная, средняя нога - отрицательная, а правая - сигнальный провод. На этом рисунке средний датчик Холла неисправен (отсутствует сигнал 5 В, когда вы помещаете рядом с ним магнит), и его вот-вот откопают, а новый снова залит эпоксидной смолой.Три красных провода соединены в один провод (положительный), три черных провода соединены в один провод (отрицательный), а синий / желтый / зеленый - для трех сигнальных проводов 5 В.

При ремонте поврежденных проводов холла 5 небольших проводов для датчиков Холла должны иметь высокотемпературную тефлоновую изоляцию (вместо обычного ПВХ), но при желании они могут быть всего лишь 30-AWG. Из-за низкого тока сигнала Холла 24-AWG достаточно толстый. Большинство контроллеров имеют только сенсорную или бессенсорную работу, но ... некоторые контроллеры имеют и то и другое: возможность запуска с сенсорным управлением (с использованием сенсоров Холла), что обеспечивает очень хорошее управление медленной скоростью ... и затем переключение на бессенсорное управление .Наличие встроенной опции бессенсорного управления означает, что у вас всегда будет аварийный режим, если вы перегреете один из датчиков Холла.

В высококлассном двигателе Tidalforce (больше не работающем) использовались оптические датчики для информирования бесщеточного контроллера о положении ротора. Оптические триггеры могут работать на сверхвысоких оборотах, но Tidalforce решили использовать их, потому что они видели, как датчики Холла иногда повреждаются от тепла. Залы должны быть расположены рядом с магнитами ротора, а магниты ротора должны быть очень близко к полюсам статора, и… именно статор нагревается в двигателе.Это означает, что датчики Холла всегда будут рядом с горячими частями.

Оптические триггеры могут быть расположены вдали от источников тепла. Конечно, в первую очередь лучше избегать чрезмерного нагрева.

При выборе двигателя с датчиками Холла или без них… всегда получают датчики Холла . Двигатель с Холлами все еще может работать с бессенсорным контроллером, но Холлы есть, если вы когда-нибудь захотите начать их использовать.

Щеточные двигатели : PMG-132, Agni-95R, Etek (щеточные двигатели не нуждаются в датчиках положения ротора, таких как датчики Холла / оптические)

Бесщеточный : Mars, Также… около 5 лет назад почти все ступичные двигатели E-bike прекратили производство щеточных ступиц из-за низких продаж.Бесщеточный стал популярен примерно в то время, когда неодимовые магниты начали преобладать в двигателях электронных велосипедов, примерно в 2000 году.


Почему трехфазный?

Постоянные магниты в двигателе с постоянным магнитом постоянного тока (PMDC) всегда монтируются бок о бок с чередующимися поверхностями полюсов, направленными в сторону полюсов статора. Из-за этого у них всегда будет четное число магнитов.

Электромагниты (двухпозиционные катушки в статоре) обычно располагаются группами по три, называемых «3-фазными».Если вы вообразите, что 12 чисел на циферблате часов являются зубцами статора, тогда 1, 4, 7, 10 все будут объединены в одну из фазовых групп, и все эти четыре будут запитаны и обесточены в в то же время. Следуя этой схеме, 2, 5, 8, 11 будут второй фазовой группой, а 3, 6, 9, 12 будут третьей фазовой группой.

Однофазный двигатель DIY может быть учебным проектом для начинающих. Их легко построить и понять. Однако они не работают плавно, поскольку каждый полюс двигателя одновременно находится под напряжением и обесточивается.Я видел 5-фазные и даже 7-фазные двигатели (Falco и Fisher & Paykel)… и они рекламируют себя как более плавные и эффективные.

Хотя 5-фазные / 7-фазные двигатели могут быть немного лучше, они также более сложные и более дорогие. В популярности трехфазных двигателей нет ничего секретного. Они достаточно плавные и эффективные в работе (намного более плавные, чем однофазные), а также они проще и дешевле, чем 5-фазные двигатели.


Inrunner или Outrunner

Внутренний ход - это обычный двигатель, который большинство людей видит регулярно.Внешняя оболочка неподвижна, а к вращающемуся ротору прикреплены постоянные магниты в центре двигателя. Outrunner - довольно странная конфигурация. Статор с его медными катушками находится в центре, и они прикреплены к одной из торцевых пластин. Вал, внешняя оболочка и постоянные магниты (внутри оболочки) являются вращающимися частями. Outrunners распространены на самолетах модели Radio Controlled (RC).

Вот основные компоненты обычного бегунка RC.Сборка справа содержит все вращающиеся детали.

Бегунок 80-100 RC (диаметр 80 мм и длина 100 мм) и 80-85 много раз использовались в проектах нестандартных электрических велосипедов. Контроллеры для них очень маленькие (но дорогие!). RC-аутраннеры диаметром 63 мм использовались на фрикционных приводах электровелосипедов, а также на скейтбордах.

Если два радиальных двигателя имеют одинаковый диаметр, внешний ход отводит воздушный зазор дальше от оси, что увеличивает его рычаг, обеспечивая больший крутящий момент на ватт.

На рисунке выше GNG слева был масштабирован, чтобы соответствовать диаметру MAC справа. Поскольку катушки выше, чем тонкие магниты, и конфигурация внешнего бегуна помещает магнитный поток, который представляет собой воздушный зазор между постоянными магнитами и катушками, ближе к краю двигателя ... это помещает приложение мощности как можно дальше от вала. возможное.

Это улучшает крутящий момент на ватт, прилагаемый к двигателю, благодаря дополнительному рычагу , называемому «радиусом воздушного зазора».Это огромное преимущество для небольших двигателей. Тем не менее, это также означает, что горячие катушки в инерционном двигателе будут передавать свое тепло сердечнику, что обычно не приводит к тому, что , а не , очень хорошо отводят тепло двигателей в наружный воздух.

4-дюймовый двигатель Transmagnetics - это ходовая часть. Статор установлен по внешнему краю, а вращающийся ротор работает в центре. Такая конфигурация хорошо отводит тепло.

Ротор с относительно малым диаметром ротора (в центре) должен вращать намного больше оборотов в минуту, чтобы обеспечить ту же мощность (по сравнению с ходовой частью того же диаметра).Это означает, что бегунок иногда должен полагаться на большой внешний редуктор (ремни и цепи), чтобы снизить выходную скорость до числа оборотов колеса. Помните, 26-дюймовое колесо на скорости 26 миль в час вращается только с 333 об / мин, в то время как… электродвигатели обычно работают очень эффективно со скоростью около 3000 об / мин.

Одно из преимуществ инкассатора заключается в том, что поскольку горячие змеевики прикреплены к неподвижной внешней оболочке, они обычно хорошо отводят тепло в наружный воздух.

Inrunners : Astro, GNG, Transmagnetics, средние приводы, такие как Bosch, Panasonic и BBS02 / BBSHD.

Outrunners : Большинство мотор-ступиц для электровелосипедов (с редуктором или с прямым приводом), большинство двигателей с дистанционным управлением, таких как Turnigy.


Kv и «счетчик оборотов»

Существует определенное количество воздушного пространства вокруг каждого стального «зуба» статора в двигателе заданного размера. Вы можете заполнить это пространство либо большим количеством витков тонкой проволоки, либо… меньшим количеством витков более толстой проволоки. Двигатель с малым числом оборотов будет вращаться быстрее при каждом подаче напряжения, а двигатель с большим числом оборотов будет вращаться медленнее.

Это называется двигателем «Kv», от «Константа [на] напряжение» (не знаю почему, но в нем участвовали немецкие исследователи конца 1800-х годов). Kv мощного Cromotor составляет 9,3 об / мин на вольт. Итак ... 10V раскрутит Cro на 93 об / мин, а ... 100V раскрутит его на 930 об / мин. Вы можете изменить Kv двигателя, удалив стандартные провода и намотав их на провод другого диаметра, или повторно подключив фазы от треугольника к звездам / звездам (что описано в части 2)

Вот два примера одного и того же статора от бегунка 80-85 RC.Один из них имеет обмотку с большим числом витков (низкий Kv), а другой - с низким числом витков (высокий Kv)

В большинстве комплектов для электровелосипедов предусмотрены только два самых популярных Kv данного двигателя, и их иногда неправильно называют «скорость» и «крутящий момент», чтобы покупателям было проще принять решение. Компания QS предлагает множество различных Kv своих популярных мотор-редукторов. Завод Bafang производит их популярные редукторные хабы BPM в количестве девять различных Kv, но большинство розничных продавцов продают только две самые популярные модели.

КВ = Постоянное [на] напряжение

кВ = киловольт (1000 вольт)


Высокое число полюсов, низкое число полюсов

Вероятно, самым большим преимуществом использования большого количества полюсов в мотор-втулке является то, что ... это означает, что вы можете использовать более короткие магниты, и это приводит к тому, что задняя часть может работать должным образом, будучи НАМНОГО тоньше ... и это экономит вес. На двух рисунках ниже сравните толщину внешних стальных колец, удерживающих магнитные сегменты в двух роторах.

Редукторный мотор-редуктор BMC находится слева, а Bafang-BPM с малым числом полюсов - справа. Зеленая печатная плата в верхнем левом углу - это то, что закрепляет три датчика Холла, три холла BPM находятся на противоположной стороне.

На рисунке выше вы сразу видите разницу между двигателем с большим числом полюсов и двигателем с низким числом полюсов. Преимущество (более дорогого) двигателя с большим числом полюсов заключается в том, что если вы хотите использовать бессенсорный контроллер, наличие с множеством маленьких полюсов обеспечит более плавный взлет с остановки.

Однако, если вы думаете, что позже захотите попробовать более высокое напряжение (что заставит двигатель вращаться быстрее), вы можете обнаружить, что двигатель с большим числом полюсов ограничен по частоте электрического переключения (насколько быстро каждая фаза должна включаться и выключаться) при использовании обычных контроллеров.

И еще вопрос о вихретоковых потерях. Вихревые токи слишком сложны, чтобы их полностью объяснить здесь, просто знайте, что для очень высоких оборотов вам потребуются более тонкие пластинки и меньшее количество полюсов, или ... вы достигнете определенного числа оборотов (различается для каждой конструкции двигателя), когда возникает внезапный на первый взгляд необъяснимое повышение жара.

Одним из примеров этого является популярный мотор-редуктор BMC. Стандартная модель хорошо работает при напряжении 36 В и 48 В. Но когда строители начали использовать его при 60 В и 72 В (что заставляет его вращаться быстрее), у некоторых из них возникали всплески тепла, когда они были на самых высоких оборотах (вызванные вихревыми токами и высокой частотой переключения). Илия с сайта ebikessf.com модернизировал мотор-редукторы BMC, установив на более тонкие пластины для строителей, которые хотят работать с более высокими оборотами.

Вот статор крошечного бегунка RC с высокой частотой вращения.Вы можете видеть, что статор состоит из пакета из 22 очень тонких листов листового металла толщиной 0,35 мм.

Сердечник статора должен быть изготовлен из какой-либо стали, но не из цельных блоков. Статор состоит из множества тонких пластин (называемых пластинами), которые складываются вместе для придания окончательной формы. Ламинирование толщиной 0,50 мм является обычным и очень доступным (из-за большого объема производства).

Более тонкие (и немного более дорогие) лампы толщиной 0,35 мм являются следующим распространенным обновлением, но недавно я видел, что некоторые двигатели производятся с 0.Лампы 27 мм. Высокоэффективный двигатель Joby (снятый с производства) способен развивать скорость до 10 000 об / мин, и в нем используются пластины толщиной 0,20 мм.

Пластины с высокой частотой вращения также имеют более высокое содержание кремния в своей стали. Я не знаю, почему это помогает им работать круче ... но помогает. Типичный кремниевый сплав для ламинирования будет составлять около 3% Si. Можно найти сплав с 4% -6% Si-стали, но… он также делает сталь очень хрупкой и трудно поддающейся формованию, поэтому… 3% кремния в стальных лампах двигателя является обычным явлением.


Осевое или радиальное

Осевые двигатели встречаются редко, почти все двигатели, которые вы можете найти в мире электрических велосипедов, имеют радиальный поток.Двигатель Agni является одним из немногих осевых двигателей , и он хорошо работает (разработан Cedric Lynch ).

Я считаю, что причина, по которой так много двигателей имеют радиальный магнитный поток, заключается в том, что завод может изготавливать двигатели нескольких размеров и уровней мощности, просто увеличивая или короче статорный блок. Были примеры двигателей с осевым потоком, которые добавляли больше статоров и роторов на один и тот же вал, но это удваивало размер ... вместо того, чтобы позволить семейству двигателей иметь много маленьких ступеней в диапазоне размеров.

Вот видео небольшого осевого потока, очень похожего по конструкции и работе на щеточные Agni, PMG и Etek (Mars почти идентичен, но безщеточный). На видео показан только один статор с постоянным магнитом, но перечисленные двигатели имеют два статора с одной обмоткой вращающегося ротора в центре. Обратите внимание на две подпружиненные щетки в начале (сделанные из угля).

Поскольку центральная область внутри обычного двигателя с радиальным потоком не имеет там никаких магнитов или электромагнитов, осевой поток того же диаметра и ширины будет иметь больше магнитных взаимодействий.Это делает осевой поток более плотным по мощности в расчете на объем, что также означает… вы можете получить такую ​​же выходную мощность при тех же входных ваттах с немного меньшим Axial по сравнению с большим радиальным.

Осевой = Агни-95Р, ПМГ-132, Марс, Этек, Хайнцманн

Radial = почти все мотор-редукторы для электровелосипедов, моторы RC, Astro, GNG, Transmagnetics, Zero Motorcycles

Двигатели с радиальным магнитным потоком - обычное дело, а осевые - редко, но… оба могут хорошо работать, если с самого начала спроектированы для конкретной задачи.

Вот видео разборки Agni, одного из немногих осевых двигателей, доступных для публики.

Вот самодельный двигатель с осевым потоком от члена ES Лебовски. Если вы хотите построить самодельный двигатель мощностью 1000 Вт для системы электровелосипеда без ступицы, осевой двигатель Lebowski с одним статором и двумя роторами - лучший двигатель НА ДАЛЬНЕМ.


Электродвигатели с регулируемым сопротивлением

В Tesla Model-3 используется переключаемый реактивный двигатель, поскольку редкоземельные элементы в неодимовых магнитах обычных двигателей будут узким местом для будущего производства двигателей.Я не знал, что это было, поэтому исследовал это и откопал все, что смог найти о них. Чтобы прочитать о двигателях с коммутируемым сопротивлением, щелкните здесь.

Классное видео Я нашел

Вот 8-минутный YouTube-ролик от Avid Technology о конфигурациях двигателей.

https://www.youtube.com/watch?v=E5VS4s-R7vk


Вот ссылка на «Motor tech, ознакомьтесь с условиями, часть 2». Он охватывает:

Соотношение фаз / тока батареи

Магнитная зона с разверткой / SMA

Скорость тангенциального магнита / TMS

Насыщенность

Скорость магнита на метр [пройденный путь] / MSpM

Обратное ЭДС

Индуктивность

Закон Ома

Дельта / звезда


Написано Роном / Spinningmagnets, май 2014 г.

.

Смотрите также

Возврат к списку