В этой статье представлены результаты тестирования на практике электродвигатели (мотор-колеса) разных типов и производителей для электровелосипедов и электроскутеров. Тестирование мы проводили на горных велосипедах со стандартными ободами 26 дюйма. Данный размер обода(26”) самый распространенный, а так мотор-колесо можно поставить на любой обод от 16 до 30 дюймов, смотря какой у вас велосипед.Редукторные электродвигатели (мотор-колеса)
Свой выбор мы остановили на редукторных мотор-колеса самого известного производителя Bafang (заводы в Китае и Голландии). Данные двигатели отличаются от других редукторных двигателей ценой (Bafang на 30% дороже), качеством, сроком службы и запасом мощности.
Также мы купили более мощные редукторные двигатели фирмы MAC. Завод у них находится в Китае, основной рынок сбыта в США. О высоком качестве этих моторов ходят легенды в интернете, поэтому мы решили убедиться в этом сами, о чем вам и расскажем в данной статье.Существует мнение, что лишние трущиеся детали не обеспечивают долговечность конструкции (шестерни планетарной передачи со временем стираются), и, следовательно, повышен риск поломки двигателя. В связи с этим встает вопрос о ремонтопригодности и покупки комплектующих. Срок службы редукторных моторов зависит напрямую от качества исполнения, а качество исполнения влияет на цену мотора. Поэтому мы рекомендуем выбирать средний ценовой диапазон ( Bafang) и более дорогой (MAC….)
Начнем с самых легких электродвигателей для велосипеда, они весят всего 2 кг, ставятся на переднее колесо и их номинальная мощность равна 250 вт. Производятся в двух исполнениях под дисковые тормоза и под брекиты.Остановимся на запасе мощности. К примеру, оказалось, что редукторный двигатель Bafang на 250Вт работает в режиме 350Вт-500Вт без потери срока службы (при весе мотора всего 2 кг !!!).Для сравнения мы прокатились на дешёвых китайских редукторных моторах с заявленой мощностью 350 Вт. Более мелкие производители в Китае лукавят и пишут номинальную мощность 350Вт, хотя их реально рабочая мощность оказалась 250вт-350вт. В то время как у Bafang 350-500Вт. Моторы Bafang показали себя гораздо лучше и по разгону и по максимальной скорости, поэтому именно о них мы сейчас и рассказываем.Кроме того, мы экспериментировали с максимальной рабочей мощностью этих редукторных двигателей 250вт. Оказалось, что при повышении напряжения и тока, мощность этих двигателей возрастает до 1000вт. Это увеличивает скорость разгона и максимальную скорость до 44 км/ч. Однако, при повышении тока вы рискуете сломать шестерни в редукторном двигателе. Их, конечно, можно легко заменить, что тут уже каждый выбирает сам, что ему удобнее.
Оптимальный режим для 250 ваттных редукторных двигателей Bafang – это 250вт-500Вт при токе не более 15А. Скорость велосипеда на 26 дюймовых колесах будет 35км/ч, время разгона до 35км/ч примерно 10 сек. Если помогать педалями, то и за 5 сек можно. И в принципе, этого достаточно для использования велосипеда как в рабочем режиме так и в прогулочном.На практике мы тестировали двигатели Bаfang 250Вт даже с весом 200кг на велосипеде и электровелосипед выходил на 80% от своей максимальной скорости.Редукторный двигатель с номинальной мощностью 250Вт тянет до 200 кг по прямой и 80 кг до 10 градусов в горку.
Данный вид двигателей отличается весом в 4.5кг и номинальной мощностью 500Вт. Рабочая мощность данных двигателей оказалась 500-1000Вт.Время разгона до 35км/ч примерно 6-7 сек, скорость зависит от модели, и на 26 дюймовых колесах может быть от 28 до 45км/ч.Важно отметить, что редукторные двигатели могут быть скоростными или тяговыми.Скоростной двигатель медленнее разгоняется, но имеет большую максимальную скорость. Тяговый двигатель быстрее разгоняется, но имеет меньшую максимальную скорость.Самые популярное модели Bafang на 500Вт – это Bаfang CST и SWX08. Одна модель под трещотку, а вторая под кассету. Обе модели, по желанию заказчика, можно сделать скоростными или тяговыми.Например, ниже данные для модели Bаfang CST/SWX08 , при аккумуляторной батареи 36ВТяговый версия двигателя Bаfang CST разгоняется за 5 сек до 25км/ч, максимальная скорость 25км/ч. Лучше тянет в гору.Скоростная версия двигателя Bаfang CST разгоняется медленнее(9 сек до 25км/ч), но имеет большую максимальную скорость(35 км/ч). Хуже тянет в гору, чем тяговая версия того же редукторного мотора Bаfang.При аккумуляторной батареи 48В прибавка к максимальной скорости составила 8-10км/ч,и стала 40-45км/ч.На практике мы поняли, что тяговый и скоростной двигатели Bаfang 500вт тянут более 200кг и выходят на свою максимальную скорость. Разница только в разгоне и предельной скорости.Поэтому можно смело покупать средний, компромиссный вариант.
Основное отличие редукторного двигателя Bаfang на 500Вт от 250вт — это вес в 2 раза больше и скорость разгона примерно в 2 быстрее, а крейсерская скорость у них одинаковая.
Основной плюс этого мотора в том, что он устанавливается в каретку и его практически не видно. Второй плюс, силу разгона и максимальную скорость вы можете регулировать не только ручкой газа, но и переключением звездочек. Таким образом, максимальная скорость напрямую зависит от звездочек на вашем велосипеде и может быть больше 70км/ч.
Этот тип двигателя подойдет тому, кто не хочет перегружать заднюю ось и не хочет заниматься спицеванием своего колеса и т.д.
Данный двигатель отличного качества, разработан был специально для США. Разгон у этого мотора такой же, как и у мотор-колеса 1000Вт прямого хода, максимальная скорость зависит от типа MAC мотора и может составлять от 35 до 55 км/ч.Еще один плюс – это вес мотора MAC всего 4.4кг! И это при номинальной мощности в 1000Вт.В данный MAC мотор можно закачать до 2000Вт энергии, что делает этот двигатель особенно привлекательным.По своим ощущениям можем сказать, что динамика у двигателя хорошая, максимальная скорость немалая и вес у мотора небольшой для такой мощности. Разобрав двигатель, мы убедились, что качество сборки приличное, такое же, как и у Bafang.
Данный тип мотор-колеса отличается отсутствием редукторной передачи, он более долговечен, но в нем есть и ряд минусов.
Первое, это конечно вес. Мотор-колесо прямого хода на 1000Вт весит около 6кг. А сила разгона, как у редукторного мотора Bafang 500Вт (вес 4 кг).Второе, у мотор-колеса прямого хода на 1000Вт есть сопротивление при движении. В то время как, у редукторного мотора Bafang 500Вт сопротивление при движении практически отсутствует. Таким образом, на моторе прямого хода вы быстрее остановитесь, а на редукторном вы будете катиться (хороший накат), как на обычном велосипеде, без всякого сопротивления движению.
Максимальная скорость электродвигателя прямого хода 1000Вт зависит от напряжения АКБ. Для примера, при 48 вольтах, максимальная скорость была 44 км/ч. Повышая напряжение, можно добиться большей скорости.
Динамику мотор-колеса прямого хода на 1500Вт уже можно сравнить с разгоном скутера на 50кубов (если резко дать газ на светофоре начинает вставать на козла). Он довольно быстро разгоняется и на 48В выдает скорость в 50км/ч. Повысив напряжение, можно добиться большей скорости. Вес мотора около 8-9 кг.
По динамике разгона 1500Вт заметно отличается от 1000Вт, мотор-колесо прямого хода 1500Вт разгоняется примерно на 40-50% быстрее, чем тот же мотор на 1000Вт. Что вполне логично, учитывая их мощность. Накат тоже слабый, но за счет массы и скорости больше, чем у 1000Вт.
Изучив предложения на рынке мотор-колес на 3000Вт для электровелосипедов, мы выбрали Quanshun 3000W и аккумулятор 72В 40Ач Lifepo4.
Так какое мотор-колесо всё же выбрать?Объективно посмотрев на все возможные варианты мотор-колес (электродвигателей), испытав их на практике, мы сделали следующие выводы.Самое главное — это для себя понять, что вы хотите:1. Оставить свой велосипед велосипедом, но уже с электрокомплектом (35км/ч, от 4кг, от 350$)2. Превратить велосипед в электромопед (50км/ч, от 12 кг, от 600$)3. Превратить велосипед в электромотоцикл (90 км/ч, от 35 кг, от 2300$)
Вариант первый. Максимальная скорость 35км/ч, вес набора от 4кг и цена от 350$.Для обычной езды по городу или по пересеченной местности вполне достаточно редукторного мотор-колеса номинальной мощности 250Вт. Надежные моторы на 250Вт известных брендов, такие как Bafang 8FUN, имеют рабочую мощность на самом деле 530Вт, а при желании, могут выдержать и 750Вт. Мотор колесо Bafang весит всего 2 кг и может развивать скорость (уже с нагрузкой) до 35 км/ч. При этом велосипед останется легким и мобильным.Скорость 35 км/ч – это максимальная скорость для обычного велосипеда, на которых ездит более 90% всех владельцев велосипедов. Если быстро крутить педали по прямой на последней передаче, то ваша скорость будет как раз 30-35км/ч. А с мотор-колесом 250вт вы получите ту же скорость, но уже без помощи педалей.Если вам не хватает динамики в разгоне, при использовании мотор-колеса 250вт, то вы можете добавить ускорение педалями. Тогда скорость разгона будет даже больше чем у мотора на 1000Вт. Конечно, это зависит от силы ваших ног, но мы проводили тест на силу разгона с обычным велолюбителем без какой-либо специальной подготовки. Если в начале движения включить мотор 250вт и крутить педали, то сила разгона будет больше чем у велосипеда с мотором на 500Вт и даже 1000вт.Исходя из этого, пропадает вообще необходимость в мотор-колесах на 500Вт. К тому же они больше весят на 2-3 кг и потребляют энергии аккумулятора в 2 раза больше, чем мотор-колеса 250вт.
Вариант второй. Максимальная скорость 50км/ч, вес набора от 12кг и цена от 600$.Данный вариант для тех, кто уже хочет ездить на электровелосипеде со скоростью 45-50 км/ч, а также без труда взбираться на крутые горки. В данном случае потребуется мотор-колесо на 1000Вт-1500вт. Однако, мотор-колесо будет весить уже не 2 кг(250вт), а 6кг (1000Вт) или даже 8кг (1500Вт). Кроме того потребуется аккумулятор большей емкости, а соответственно более тяжелый (от 5 кг) и дорогой.Тем не менее, за свои желания приходится платить и чем-то жертвовать.Рекомендуется этот набор для тех, кто планирует ездить на электровелосипеде по крутым склонам и возвышенностям. На прямой дороге, при напряжении 48В, вы получите скорость 45-50км/ч. При повышении напряжения, например до 72В, скорость будет уже около 70км/ч. Причем аккумулятор на 72В будет весить и стоить в 1.5 раза больше, чем аккумулятор на 48В. Учитывайте этот момент при выборе.
Вариант третий. Максимальная скорость 90км/ч, вес набора от 35кг и цена от 2300$.При использовании мотор-колеса более чем на 1500Вт, например на 3000Вт, уже потребуется серьезная модернизация рамы велосипеда. Качественное мотор-колесо номинальной мощности на 3000Вт весит минимум 12.5 кг. Для мощных моторов действует правило — чем больше весит мотор, тем больше в нем меди, тем больше у него пиковая и рабочая мощность. Например, для мотора весом 12.5 кг рабочая мощность около 6000Вт, а пиковая мощность — 12000Вт. Если же мотор номинальной мощности 3000Вт весит около 10 кг, то реально рабочая мощность будет около 3000Вт, а пиковая мощность — 6000вт, а при большей нагрузке он сгорит. Проверенно на практике.На простой велосипед такой мощный электронабор уже не установить. Придется не только ставить дропауты, а менять задние перья или устанавливать (приваривать) специальный маятник, как у мотоциклов. Мотор номинальной мощности в 3000Вт настолько сильный, что может разгибать перья обычного велосипеда даже на холостом ходу. Поэтому без специального усиления рамы велосипеда не обойтись. Кроме того, обязательно требуются хорошие амортизаторы, т.к. вас может выкинуть из седла даже на небольшой яме при скорости от 50км/ч и выше. Также потребуется специальная передняя вилка от мотоцикла или от велосипеда для даунхилла. И это только минимальные требования, чтобы элетровелосипед поехал и доехал целым до пункта назначения.Кроме того для питания столь мощного мотора потребуется тяжелый (от 20кг) и дорогой аккумулятор.
В данном обзоре мы постарались рассказать о своих ощущениях и результатах сравнения редукторных электродвигателей (мотор-колес 250вт, 350вт, 500вт, 1000вт) и электродвигателей прямого хода (мотор-колес 1000вт, 1500вт, 3000вт).
Наш обзор основам исключительно на практических испытаниях, у нас есть полное представление, что из себя представляет каждый электродвигатель для велосипеда или скутера. У нас сложилось полное представление о типах и видах двигателей представленных на данный момент на рынке.
Мы рады делиться своим опытом с другими обладателями электротехники и тех кто ими еще не стал, а только присматривается, выбирает! Мы стараемся отслеживать новинки и по возможности (с радостью) их мучить, сравнивать цена — качество. Выбор и симпатии, конечно, остается за каждым. Мы лишь хотим поделиться своими практическими наработками и ощущениями.
взято с http://motor4koleso.ru/stati-i-obzory/11-kak-vybrat-motor-koleso-dlya-elektrovelosipeda
motor-koleso.ru
» Куда Стремится Авто-Индустрия
19.06.
При планировании сборки электрического велосипеда, один из первых вопросов, которые вы должны задать себе - вы хотите передний или задний привод?
В этой статье мы выделим плюсы и минусы обоих способов установки.
Если у вас уже есть велосипед, который вы планируете преобразовать, ваша задача проста, нужно просто определить, с каким приводом было бы лучше - с передним или задним (или с двумя вместе?).
Подбор мотора для установки:
Если вы планируете установить двигатель высокой мощности (более 500 Вт) то лучше использовать заднюю ось. Двигатель высокой мощности тяжелый (до 12 кг), поэтому принимая решение о том, хотите вы передний или задний привод, нужно подумать, где вам будет наиболее комфортно расположить весь этот вес.
Используя редукторный мотор можно получить мощный двигатель с гораздо меньшими размерами и весом.
Когда вы покупаете электрический набор с мотор-колесом. не забудьте указать, хотите вы передний или задний привод. Поскольку ширина креплений передней и задней оси отличается, вы не можете использовать один и тот же комплект на обеих осях. При взвешивании всех за и против, большинство людей все же выбирают задний привод, но все зависит от ваших личных предпочтений.
Привод на все колеса, если вы при езде помогаете педалями! При езде по снегу, грязи и во время дождя это поможет справляться с заносами.
Переделка не затрагивает заднюю ось.
Возможность дополнительно использовать любой двигатель с приводом на заднюю ось (как мотор-колесо. так и подвесной двигатель, установленный на раму).
Велосипед более сбалансирован, если батарея находится на багажнике сзади.
Общий комфорт езды с задним приводом лучше.
Задние крепление оси труднее сломать, чем передние вилки. (Безопаснее!)
Лучше тяга при подъеме вверх и по бездорожью.
Мотор скрыт кассетой передач и задними дисковыми тормозами, выглядит чище и незаметнее.
Никаких проблем при выборе передней вилки и передних дисковых тормозов.
Установка более сложная, чем на передней оси.
Мотор может быть широким, поэтому могут возникнуть проблемы при установке кассет с 8 и 9 скоростями. Потребуется либо понизить количество звезд до 7, или расширить раму для установки большего количества звезд.
Может потребоваться переходник для установки задних дисковых тормозов, или установка в принципе будет невозможна.
Нет возможности установить дополнительно подвесной двигатель, установленный на раму.
Требуется замена задней кассеты.
Велосипед становится несбалансированным, особенно если батарея находится на багажнике сзади.
Даже если вы вращаете педали, полного привода не будет.
Задняя спущенная шина становится огромной головной болью. Рекомендуется также модернизировать заднюю камеру и покрышку.
Привод на все колеса.
Для экстремалов, или для тех, кто не любит выбирать между передним и задним приводом, есть возможность установить оба мотор-колеса. При этом вы получаете максимально возможную мощность и тягу. Давайте взвесим плюсы и минусы данного типа установки, начиная с минусов:
- переднее мотор колесо
- внешний электродвигатель, который подключен к одному из колёс.
Содержание статьи
Заднее колесо на велосипеде является базовым для подключения к нему привода, так как задняя вилка намного прочней, чем передняя. Производители электровелосипедов устанавливают на заднее колесо моторы мощностью до 500 Вт. Моторы с большей мощностью ставят уже на электроскутеры. хотя некоторые серийные модели имеют мощность до1200 вт.
Чтобы правильно развесовать велосипед после установки сзади мотор колеса, аккумуляторы устанавливают на подседельной трубе.
При самостоятельной переделке велосипеда на электротягу и установке мотор колеса сзади, необходимо учитывать развесовку, чтобы весь вес не приходился на заднее колесо, а переднее висело в воздухе. Заднее колесо дополнительную нагрузку выдерживает нормально, а вот управляемость при этом сильно ухудшается.
Производители, как правило на переднее мотор колесо устанавливают безколлекторный двигатель с редуктором мощностью 250 Вт. В различных вариантах мощность может быть увеличена до 350 Вт. Вес у таких двигателей составляет около 2 кг. Литий-ионный аккумулятор на заднем багажнике и мотор колесо не разбалансируют весвелосипед по осям.
Утяжеление по сравнению с обычным велосипедом составляет 7-8 кг. Такие моторы электровелосипеда разгоняют его до 25-30 км/час по ровной дороге и могут преодолевать подъем до 10-12%. Малый вес мотора не ухудшает управляемость.
Те, кто сами переоборудуют свои велосипеды на электрические, устанавливаю на переднее колесо моторы большей мощности (до 1 кВт), что увеличивает нагрузку на переднюю вилку и значительно ухудшает управляемость.
Кроме мотор колес, есть много моделей наружных электродвигателей, которые располагают в различных местах велосипеда. Чаще всего на внешних электродвигателях используют встроенный редуктор, и встраивают мотор в педальный узел, или устанавливают рядом с ним #8211 впереди или снизу. В таком варианте от двигателя на заднее колесо, или на каретку идёт отдельная цепь.
Факторы, влияющие на пробег электровелосипеда. Все факторы могут складываться, исключать и влиять на друг друга. Точно вычислить пробег нельзя, но принять некоторые меры для его увеличения можно#8230
Электроскутер или электровелосипед? Электроскутер по конструкции ходовой части и своим внешним видом ничем не отличаются от обычного скутера с двигателем внутреннего сгорания. Электродвигатель скутера как правило безколлекторный и изготовлен по конструкции мотор – колесо, но имеет намного большую мощность – 600 Вт и более…
Ограничения на электровелосипеды в Японии. Дело в том, что по Японским законам помощь электромотора велосипедисту ограничена. До 2008 года ограничение определялось соотношением 1. 1. На каждый затраченный велосипедистом ватт мощности электродвигатель может добавлять ещё ватт своей. За этим следит контроллер, который получает сигнал с датчика…
Электровелосипед чоппер Schwinn Electric Stingray. Schwinn Electric Stingray – не просто велосипед, имеющий электропривод – это чоппер, который имеет эффектную внешность. Все эти качества делают его очень удобным и недорогим городским транспортным средством. С экономической точки зрения, покупка такого велосипеда…
Электровелосипед на солнечных батареях E-V Sunny Bicycle. С момента появления фотографий и описания этого электровелосипеда прошло шесть лет. Если бы всё так было хорошо, то весь мир уже катался бы на таких велосипедах. Идея хорошая, но скорей всего для её реализации должно пройти ещё несколько лет…
07 июля г.
Разнообразие наборов и компонентов для электровелосипедов предлагает множество вариантов их установки.
Разнообразие наборов для электровелосипедов и вариантов их установки вызывают закономерный вопрос: «Как их установка влияет на устойчивость и управляемость электровелосипеда?», «Установить переднее или заднее мотор-колесо?», «Что лучше: мотор-колесо или подвесной электромотор?», «Купить аккумулятор для установки на багажник велосипеда или встраивать в треугольник рамы?».
Скажем одно: любые навешиваемые на электровелосипед компоненты меняют развесовку, центр тяжести и нагрузку на элементы рамы, а соответственно влияют на комфорт и безопасность велосипедиста.
Рассмотрим варианты установки электрических компонентов на электровелосипед.
Первый. Установим заднее мотор-колесо и аккумулятор на багажник. Основной вес велосипеда теперь сзади. Электровелосипед станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим велотуристам. Так же на это повлияет высоко установленный аккумулятор, на высоком электровелосипеде проще сохранять равновесие. Зато при торможении и подъеме картина обратная, тут больше шансов потерять равновесие или опрокинуться назад. В поворотах такой велосипед будет заносить, а при маневрировании будет чувствоваться раскачивающаяся корма. Увеличится нагрузка на задние перья рамы, что негативно может повлиять на её ресурс. При перемещении велосипеда по лестнице с ним будет сложно управиться из-за неподъёмного зада и легкого переда.
Второй. Заменим мотор-колесо на переднее. Теперь центр тяжести находится посредине колесной базы и во время поворотов имеем одинаковое сцепление обоих колес с дорогой. Однако, передние аммортизируемые вилки изготавливаются из магниевого сплава, который не рассчитан на надёжную фиксацию оси мотор-колеса. Необходимо усилить дропаут вилки универсальным или специальным усилителем дропаута. Использование переднего мотор-колеса и педалей позволяет получить полноприводный велосипед. Если мотор-колесо мощное, то при старте, особенно на мокром асфальте возможна пробуксовка и небольшая нестабильность велосипеда. Тяжелое мотор-колесо в передней вилке увеличивает инерционность руля, т.е. при маневрировании руль становится немного тяжелее, но это дело привычки.
Третий. Вернём мотор-колесо на зад, а аккумулятор закрепим на руле! Центр тяжести так же находится посредине колесной базы и во время поворотов имеем одинаковое сцепление обоих колес с дорогой. Нагрузка на переднюю вилку сохраняется, но уже не на место крепления колеса, а распределяется на неё всю, что лучше. Минусом такого размещения аккумулятора является его чрезвычайно высокое расположение и, как следствие, высокий центр тяжести. Главным минусом можно обозначить ещё большую инерционность на руле, т.к. дополнительный вес теперь не на оси вращения руля, а смещен вперёд. Быстро реагировать на препятствия на дороге и дорожную ситуацию теперь становится очень сложно и привычку можно не успеть выработать.
Четвертый. Установим лёгкое заднее редукторное мотор-колесо и аккумулятор в треугольник рамы. Такой способ размещения электрокомпонентов на велосипеде позволяет сохранить центр тяжести и развесовку электровелосипеда по сравнению с обычным велосипедом. Так же данный способ позволяет уменьшить лобовое сопротивление набегающему потоку воздуха.
Пятый. Установим переднее мотор-колесо и аккумулятор в треугольник рамы. Для данного способа подходят только мотор-колесо до 350W и лёгкий Li-Ion аккумулятор не более 12AH. Получаем более нагруженный перед велосипеда. Основная нагрузка ложится на переднюю вилку. Подходит только для езды по асфальту. На дропауты передней вилки крайне желательно установить усилители. (фото для примера, т.к. мотор-колесо 750Ватт и аккумулятор LiFePO4 48V 15AH)
Шестой. Установим подвесной электромотор для электровелосипеда с креплением к раме и аккумулятор в треугольник рамы. Этот способ размещения электрокомпонентов на велосипеде при размещении на короткой базе горного велосипеда увеличивает маневренность и сцепление с дорогой за счёт сохранения центра тяжести по середине колёсной базы. Низкий центральный центр тяжести лишь чуть ухудшает равновесие системы велосипедист + электровелосипед. Отлично подходит для электрических велосипедов двухподвесов, т.к. не увеличивает неподрессоренной массы, не ослабляет колёс, позволяет использовать трансмиссию велосипеда для подбора оптимального крутящего момента. Немного шумноват за счёт одной или двух дополнительных цепей.
Как расположить электрические компоненты на электровелосипеде решать Вам, однако помните, необходимо стремиться к сбалансированной развесовке навесного оборудования, ведь, как Мы выяснили, их расположение влияет на стабильность и безопасность, а она превыше всего.
Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 5922
При планировании покупки велосипедного электронабора в первую очередь нужно определится с наиболее удобной конфигурацией крепления мотор-колеса - переднеприводной или заднеприводной (на переднюю или же на заднюю вилку). У нас нет личных предпочтений в отношении вариантов крепления ступичных электродвигателей, поэтому хотелось бы указать на преимущества и недостатки каждой из версий.
Если Вы уже являетесь обладателем велосипеда, который собираетесь преобразовать в электрический, то решить поставленную задачу будет намного проще, так как нужно лишь установить, какой вариант крепления мотор-колеса наилучше подойдет для вашего типа велосипеда. Правда, если велосипедная рама делает возможной установку мотор-колеса как наперед, так и назад – определятся с местом размещения электродвигателя придется исходя из личных предпочтений и от того, каких возможностей человек хочет добиться от своего электровелосипеда. Стоит обратить внимание на то, что электрический двигатель добавляет дополнительного веса колесу, поэтому принимая решение о том, каким будет будущий электровелосипед – переднеприводным или заднеприводным, необходимо решить для начала, какой вариант комплектации будет для велосипедиста наиболее комфортным, учитывая размеры мотор-колеса и его мощность.
Самыми популярными из продаваемых нами комплектов являются велосипедные электронаборы с переднеприводными электродвигателями. Это связано, возможно, главным образом с большей простотой их установки, нежели заднеприводных: крепление мотор-колеса впереди подразумевает снятие переднего колеса и последующего монтажа заспицованного в обод электромотора.
Компоновка электровелосипеда передним приводом предполагает такую комплектация, при которой руководящий сигнал от контроллера о скорости движения и развитии крутящего момента передается на переднее колесо. Переднеприводные мотор-колеса, встраиваемые в центральную часть переднего колеса, подходят практически ко всем типам велосипедов. Установить велосипедный электронабор с переднеприводным мотор-колесом проще простого, главное - не запутаться с направлением его вращения! В считанные минуты без затрагивания трансмиссии и переключателя скоростей закрепляем новое моторизированное колесо вместо старого переднего, фиксируя его при помощи шайб и гаек, прикрепляем ручку газа, тормоза и иные желаемые электрокомлектующие на велосипед, соединяем их к контроллером согласно схемы, подсоединяем аккумуляторные батареи, регулируем тормоза, закрепляем провода - вот и все, что приходится сделать, дабы получить моторизированный велосипед. В случае же установки мотор-колеса на заднюю ось придется дополнительно повозится с креплением кассеты или трещотки со звездами, тормозными дисками и прочими трансмиссионными сложностями.
При установке велосипедного электронабора впереди создается полноприводное электрическое транспортное средство, приводимое в движение, как педалированием (регулировка работы заднего колеса), так и работой электромотора (управление ведущим передним колесом). Преимуществом переднеприводных велосипедних двигателей является развитие на дороге большего крутящего момента. Скорость электрического велосипеда с переднеприводным ведущим колесом будет немножко выше по той причине, что мотор-колесо будет тянуть постоянно вперед.
Схема расположения электродвигателя впереди, а аккумуляторов сзади – в сумке на багажнике, - практически идеальна. Размещением мотор-колесо и аккумуляторных батарей в разных концах велосипеда удается добиться идеальной балансировки веса, так как весь дополнительный груз комплектующих будет равномерно распределятся по электровелосипеду. Удачное распредение массы на электровелосипеде с загрузкой переднего колеса повышает эффективность его торможения. Указанные момент особо важен в ситуации поездки по скользкой заснеженной дороге, ибо, если передняя часть электровелосипеда будет более сильно напружена, транспортное средство может повести себя на дороге очень непредсказуемо. Кроме того, размещение мотор-колеса впереди позволяет велосипедисту непосредственно визуально следить за его работой. В случае наблюдения каких-то изменений в нормальном функционировании переднеприводного мотора велосипедист сможет вовремя среагировать на поломку и прекратить движение.
Конечно же, ничто не является совершенным, и передний привод также имеет некоторые недостатки. Дополнительный вес переднего колеса может сделать поездку по бездорожью менее комфортной, особенно на низких скоростях, поскольку переднее колесо принимает на себе встречный удар, наскакивая на кочки. Одним из существенных недостатков переднего привода совершенно справедливо считается динамическая разгрузка электровелосипеда при разгоне и движении в гору. Однако, на ровной трассе дополнительный вес будет совсем неощутим, так как подъемов переднего колеса как таковых не будет предполагаться.
На переднее колесо могут устанавливаться электродвигатели широкого диапазона мощностей: от 250 до 1000 Ватт, однако, как известно, увеличение мощности отображается на росте весовой нагрузки на переднюю часть велосипедной рамы. Ситуация такова, что передние велосипедные вилки большинства обычных велосипедов не рассчитаны на установку мотор-колес больших мощностей, поэтому настоятельно рекомендуется дополнительно усиливать вилку универсальным фиксирующим крепежом с целью предотвращения разрушения или же деформации её дропаутов под воздействием развития электромотором большого крутящего момента. Кроме того, даже в прочной стальной вилке возможен осевой проворот мотор-колеса и, как следствие, его выпадание. Поэтому, в целях повышения безопасности поездки на электровелосипеде с установленным на переднюю ось мотор-колесом желательно укрепить её специальным велокрепежом. Заднеприводное же мотор-колеса более надежно фиксируется, поэтому при его установке не придется использовать никаких дополнительных внешних креплений.
Если Вы желаете установить на велосипед мощный электродвигатель (более 500W ), и не хотите обременять себя покупкой усиливающего велосипедного крепежа - лучше остановится на мотор-колесе для задней ступицы. Достоинство размещения электродвигателя сзади кроется и в том, что его частично скрывает кассета звезд и задний дисковый тормоз, благодаря чему мотор-колесо в процессе эксплуатации меньше подвергается воздействию влаги, пыли и грязи, чем переднее.
Заднеприводные мотор-колеса устанавливаются на заднюю вилку. Отличается задний велосипедный электромотор от переднего прежде всего наличием резьбы для установки трещетки из звездочек. В принципе, такие электродвигатели можно ставить и на переднюю вилку при некоторой их предварительной доработке. Заднее ведущее ступичное мотор-колесо – это лучший вариант комплектации электровелосипеда, эксплуатируемого в холмистой местности. Плюс подобной сборки – обеспечение отличного сцепления с дорожным покрытием при подъемах вверх по склонам.
Заднеприводные электромоторы своим весом увеличивают нагрузку на заднюю часть велосипеда, в результате чего при разгоне электровелосипед имеет лучшее сцепление с дорожным покрытием и тяга двигателя при разгоне используется эффективнее. Как результат – обеспечивается отличная динамика разгона, способность к легкому преодолению подъемов.
Электровелосипед с заднеприводным мотор-колесом имеет отличную проходимость по рыхлому грунту и снегу, однако в случае заноса на дороге велосипедисту тяжелее обеспечить корректировку скольжения заднего колеса с электромотором, чем если бы мотор-колесо находилось впереди. К недостаткам комплектации электровелосипеда мотор-колесом на заднюю ось можно отнести и более длительное время его установки.
Если в электровелосипеде применяется тяжелое мотор-колесо с креплением на заднюю ось, с целью уменьшения нагрузки на заднюю часть велосипеда и обеспечения максимального распредения веса комплектующих на раме можно попробовать разместить аккумуляторы в треугольнике рамного каркаса, использовав с этой целью специальный бокс или велосумку, или же применить для питания велосипедной электроники наиболее легкие варианты аккумуляторных батарей – литий-полимерные (Li-pol) или же литий-железо-фосфатные (LiFePO4). Хотим отметить, что если для размещения аккумуляторов будет выбрано внутреннее пространство рамы, расположить в нем аккумуляторы SLA AGM емкость более чем в 10 Ah будет проблематично, так как последующее увеличение емкости приведет к существенному увеличению габаритов источником питания.
В случае с небольшим и легким прямоприводным или редукторным двигателем – мотор-колесом вопрос места установки будет стоять не так категорично, так как отягощения конструкции электровелосипеда при подобной комплектации практически не наблюдается.
Хоть место установки мотор-колеса несколько влияет на управляемость электровелосипеда, принципиально подходить к вопросу его подбора тоже не стоит, поскольку современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные мотор-колеса с точки зрения качества исполнения и безопасности.
Заказывая в интернет-магазине спицованное в обод мотор-колесо, стоит убедится в том, что диаметр колеса, так же как и ширина оси колеса соответствует посадочному месту в планируемом к переоборудованию велосипеду. Понятно, что если велосипед комплектуется 26-дюймовыми колесами, покупать мотор-колесо в ободе размером 24 или 28 дюймов не нужно, а если размеры посадочного места для велосипедного двигателя (ширина вилки) нестандартны - необходимо будет проконсультироваться у специалистов по вопросу, возможна ли установка ступичного электромотора на данный велосипед. Согласно единому международному стандарту посадочная ширина задней вилки велосипедов в месте крепления оси мотор-колеса составляет 145 мм, передней - 100 мм. В случае, если заднеприводное мотор-колесо не будет входить в проем дропаутов задней вилки, можно попробовать заменить кассету со звездами вариантом с меньшим количеством звезд.
Источники: http://elline.com.ua/blog/elektricheskij-nabor-s-motor-kolesom-perednee-ili-zadnee-koleso, http://velomasterclass.ru/varianty-razmeshheniya-motor-kolyos-na-elektrovelosipedax/, http://www.voltbikes.ru/blog/electro/shema_ustanovki_motor-kolesa_akkumulyatora/, http://www.electra.com.ua/tekh-kharakteristiki/431-peredneprivodnoe-ili-zadneprivodnoe-motor-koleso-na-chem-ostanovitsya.html
Комментариев пока нет!
autopaor.ru
Использование: в качестве мотор-колес транспортных, дорожных и других средств. Сущность изобретения: в мотор-колесе, содержащем электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, якорь с магнитопроводом и электромагнитами закреплен на оси, индуктор с магнитопроводом и постоянными магнитами закреплен на ободе, распределительный коллектор, образованный расположенными по окружности пластинами закреплен на якоре, токосъемники щетками закреплены на индукторе, дополнительно введены минимум один индукторный токосъемник на индукторе, имеющий щетку, и минимум один кольцевой контакт, закрепленный на якоре. Пластины соединены с катушками электромагнитов. Указанное мотор-колесо имеет ряд модификаций и может использоваться для создания экологически чистых, надежных и экономичных транспортных средств. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотор-колес транспортных, дорожных и других передвижных средств.
Известно мотор-колесо, содержащее встроенную в колесо асинхронную электрическую машину, при этом статор с магнитопроводом неподвижно закреплен на оси колеса, на магнитопроводе статора размещены магнитные элементы статора, ротор установлен подвижно по оси колеса и имеет магнитопровод с короткозамкнутыми обмотками. Известное мотор-колесо имеет ряд недостатков: плохие тепловой режим и регулировочные характеристики, высоковольт- ное питание, сложную систему управления и другие. Известно мотор-колесо, которое выбрано за прототип, содержащее электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего закрепленную на ободе колеса подвижную часть и закрепленную на оси колеса неподвижную часть, одна из которых выполнена в виде якоря с магнитопроводом и полюсами в виде электромагнитов, а другая в виде индуктора с магнитопроводом и полюсами в виде постоянных магнитов, распределительный коллектор, расположенный на якоре и образованный расположенными по окружности и изолированными друг от друга токопроводными пластинами, токосъемники с элементами токосъема, полюса неподвижной части равномерно распределены по окружности, а полюса подвижной части электродвигателя сгруппированы в группы, расстояние между серединами полюсов в каждой группе которой и полюсов неподвижной части кратно полюсному делению неподвижной части, при этом, любые два полюса одной группы, подвижной и неподвижной частей имеют противоположную полярность, если расстояние между их серединами кратно четному числу полюсных делений неподвижной части и одинаковую, если нечетному их числу; группы полюсов подвижной части смещены относительно друг друга таким образом, что, когда середины полюсов одной группы полюсов подвижной части совпадают с серединами полюсов неподвижной части, то середины полюсов подвижной части не совпадают с серединами полюсов неподвижной части, подвижной частью электродвигателя, закрепленной на ободе колеса, является индуктор, а неподвижной якорь, каждая группа полюсов подвижного индуктора разделена на две подгруппы, расстояние между соседними подгруппами кратно полюсному делению якоря, при этом дополнительно введен индукторный токосъемник, жестко закрепленный на индукторе и имеющий минимум один элемент токосъема и минимум один кольцевой контакт, расположенный на якоре, число пластин равно числу электромагнитов, каждая из них соединена с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов, а выводы катушек каждого электромагнита соединены с двумя соседними пластинами, при этом, когда середины любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на пластинах распределительного коллектора. Его недостатками является сложность в силу размещения электромагнитов на роторе, недостаточные мощности и скорость в силу невозможности подачи большого тока в катушки ротора через щетки, недостаточно хороший тепловой режим за счет недостаточного воздушного охлаждения постоянных магнитов (так как они неподвижны). Цель изобретения улучшение регулировочных свойств, увеличение мощности и повышение надежности. На фиг. 1 изображено предлагаемое мотор-колесо без кожухов (электромагнитная зона), вид сбоку; на фиг. 2 то же, разрез; на фиг. 3 схема электрической цепи мотор-колеса; на фиг. 4 статор. Мотор-колесо содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и электромагнитами 5, индуктор 6 с магнитопроводом 7 и по меньшей мере двумя группами А и Б постоянных магнитов 8, распределительный коллектор 9, расположенный на якоре 3 и образованный расположенными по окружности изолированными друг от друга токопроводными пластинами 10. Индуктор 6 электродвигателя закреплен на ободе 1 колеса, якорь 3 неподвижно закреплен на оси 2 колеса. В каждой (А или Б) группе постоянные магниты 8 сгруппированы в две соседние подгруппы, постоянные магниты в каждой подгруппе и электромагниты по окружности якоря размещены так, что (угловые) расстояния между серединами (осями) любых двух постоянных магнитов одной подгруппы и электромагнитов кратно (угловому) расстоянию
. При этом любые два постоянных магнита одной подгруппы и электромагнита имеют противоположную полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу расстояний , и одинаковую если четному числу расстояний . Группы (А и Б) постоянных магнитов смещены друг относительно друга таким образом, что, когда середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной группы совпадают с серединами (осями) соответствующих электромагнитов, то середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной другой группы не совпадают с серединами (осями) электромагнитов. Мотор-колесо также содержит индукторный токосъемник 11, жестко закрепленный на индукторе 6 и имеющий минимум один элемент токосъема 12 и минимум один кольцевой контакт 13, расположенный на якоре 3 и токосъемники 14.1 и 14.2 (по числу групп). Число пластин равно числу электромагнитов. Расстояние между ближайшими магнитами подгрупп одной группы кратно , и они имеют одинаковую полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу (угловых) расстояний , и противоположную, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно четному числу (угловых) расстояний . Токосъемники 14.1 и 14.2 имеют три элемента токосъема 15.1, 15.2, 15.3 и 16.1, 16.2 и 16.3 соответственно и жестко закреплены на индукторе. Пластины 10 соединены каждая с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов 5, а выводы катушек каждого электромагнита 5 соединены с двумя соседними пластинами 10. Расстояние между любыми элементами токосъема каждого токосъемника кратно , при этом, когда середины (оси) любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами (осями) соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на (имеют электрический контакт) пластинах. При этом в конструкции электропривода с одним кольцевым контактом 13 он соединен с одним выводом источника регулируемого напряжения, индукторный токосъемник 11 имеет один элемент токосъема 12, имеющий возможность электрического контакта с кольцевым контактом 13 и электрически соединенный с крайними элементами токосъема всех токосъемников 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3), а другой вывод источника регулируемого напряжения соединен со средними элементами токосъема всех токосъемников 15.2 (16.2) например, через корпус. Якорь 3 может представлять собой диски 17, на который крепятся магнитопровод 4, электромагниты 5, коллектор 9, контакт 13. Индуктор 6 также может представлять собой два кожуха 18, на который крепятся магнитопровод 7, магниты 8, токосъемники 11, 14 с щетками 12 и 15. Напряжение от источника регулируемого напряжения 19 подается на кольцевой контакт 13 и через щетки 12 и 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3) на пластины 10. Выводы заземления в текущий момент через корпус и щетки 15.2 также электрически соединены с пластиной 10, находящейся между пластинами, на которых находятся щетки 15.1 и 15.3. Таким образом, между пластинами с щетками 15.1, 15.3 и 15.2 (через катушки электромагнитов) протекает ток. При равномерном расположении магнитов и электромагнитов они чередуются полюсами и каждый постоянный магнит взаимодействует с электромагнитами так, что отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему в направлении вращения. Необходимо отметить, что ток протекает только между щетками, т.е. так как "зоны щеток" токосъемников не перекрываются (фиг. 1), то не происходит неравномерности или неправильности запитки электромагнитов. Выбор расстояний между осями магнитов и электромагнитов, кратных , обеспечивает правильность электромагнитных взаимодействий и их чередование в направлении вращения. В группах магнитов выделены подгруппы, так как ток к средней 15.2 (16.2) щетке течет в противоположных направлениях, т.е. электромагниты, между которыми находится средняя щетка, несмотря на различие в намотке (противоположные) имеют одинаковый полюс в текущий момент. Мотор-колесо работает следующим образом. При включении источника 19 регулируемого напряжения напряжение через контакт 13 и щетки 12, 15.1-15.3 подается на пластины 10 в области взаимодействия электромагнитов 5 с группой (А) постоянных магнитов, т.е. на те электромагниты, которые не должны участвовать во взаимодействии (например, когда группа Б находится строго напротив них) напряжение не подается. При равномерном расположении электромагнитов и магнитов их полюса чередуются и приходят в электромагнитное взаимодействие: постоянный магнит отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему электромагниту в направлении вращения. В момент, когда щетки 15.1-15.3 сходят с пластин 10 (т.е. оси магнитной группы А подходят к моменту совпадения с осями электромагнитов), щетки 16.1-16.3 выходят на пластины 10 и начинают аналогично запитывать соответствующие электромагниты, которые приходят в электромагнитное взаимодействие с постоянными магнитами группы Б. Таким образом группы постоянных магнитов периодически взаимодействуют с электромагнитами, обеспечивая вращение обода 1. Скорость вращения в общем случае регулируется количеством электричества, подаваемого от источника 19 на пластины 10. Предлагаемое мотор-колесо может иметь ряд конструкций. В конструкции электропривода с двумя кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 индукторный токосъемник 11 имеет два элемента токосъема 12.1 и 12.2, имеющие возможность электрического контакта с соответствующими кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 и электрически соединенные соответственно со средними и крайними элементами токосъема всех токосъемников. Кольцевые контакты 13.1 и 13.2 соединены с разными выводами источника 19 регулируемого напряжения (т.е. электрическое соединение не через корпус). Электромагниты 5 могут быть размещены равномерно по окружности якоря с чередующимися по окружности полюсами, постоянные магниты 8 в каждой подгруппе расположены равномерно с чередующимися полюсами, при этом (угловые) расстояния между серединами (осями) двух любых соседних электромагнитов и любых двух соседних постоянных магнитов в любой подгруппе равны между собой и равны , а =360/М, где М натуральное четное число, равное числу электромагнитов. Индуктор может быть снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными подобно (аналогично) основным магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам (т.е. более мощная цилиндрическая машина с большим числом магнитовзаимодействующих частей). Электромагниты 5 могут быть расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. Электромагниты 5 могут быть расположены в пазах якоря, магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. Последние два варианта представляют собой торцовые электрические машины. Якорь может быть снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с электромагнитами и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными соответственно подобно основному якорю и магнитопроводу индуктора с токосъемниками. Распределительный коллектор и/или токосъемники могут быть выполнены с возможностью углового смещения относительно оси колеса. Для обеспечения регулировки угла начала подачи напряжения предлагаемая конструкция мотор-колеса имеет специальный эффект, заключающийся в возможности создания экологически чистых транспортных средств, и экономический эффект, заключающийся в упрощении и экономичности. Таким образом предложена конструкция, выгодно отличающаяся от известных мотор-колес и прототипа за счет расположения постоянных магнитов на вращающейся части.Формула изобретения
1. МОТОР-КОЛЕСО, содержащее электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего закрепленную на ободе колеса подвижную часть и закрепленную на оси колеса неподвижную часть, одна из которых выполнена в виде якоря с магнитопроводом и полюсами в виде электромагнитов, а другая в виде индуктора с магнитопроводом и полюсами в виде постоянных магнитов, распределительный коллектор, расположенный на якоре и образованный расположенными по окружности и изолированными друг от друга токопроводными пластинами, токосъемники с элементами токосъема, полюса неподвижной части равномерно распределены по окружности, а полюса подвижной части электродвигателя сгруппированы в группы, расстояние между серединами полюсов в каждой группе которой и полюсов неподвижной части кратно полюсному делению неподвижной части, при этом любые два полюса одной группы подвижной и неподвижной частей имеют противоположную полярность, если расстояние между их серединами кратно четному числу полюсных делений неподвижной части, и одинаковую если нечетному их числу, группы полюсов подвижной части смещены относительно друг друга таким образом, что, когда середины полюсов одной группы полюсов подвижной части совпадают с серединами полюсов неподвижной части, то середины полюсов подвижной части не совпадают с серединами полюсов неподвижной части, отличающееся тем, что подвижной частью электродвигателя, закрепленной на ободе колеса, является индуктор, а неподвижной якорь, каждая группа полюсов подвижного индуктора разделена на две подгруппы, расстояние между соседними подгруппами кратно полюсному делению якоря, при этом дополнительно введен индукторный токосъемник, жестко закрепленный на индукторе и имеющий минимум один элемент токосъема и минимум один кольцевой контакт, расположенный на якоре, число пластин равно числу электромагнитов, а выводы катушки каждого электромагнита соединены с двумя соседними пластинами, при этом, когда середины любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на пластинах распределительного коллектора. 2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электропривода с одним кольцевым контактом он соединен с одним выводом источника регулируемого напряжения, индукторный токосъемник имеет один элемент токосъема, имеющий возможность электрического контакта с кольцевым контактом и электрически соединенный либо со средним элементом, либо с крайними элементами токосъема всех токосъемников, а другой вывод источника регулируемого напряжения соединен соответственно либо с крайними, либо со средними элементами токосъема всех токосъемников, например, через "корпус". 3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электропривода с двумя кольцевыми контактами, индукторный токосъемник имеет два элемента токосъема, имеющие возможность электрического контакта с соответствующими кольцевыми контактами и электрически соединенный соответственно со средними и крайними элементами токосъема всех токосъемников, кольцевые контакты соединены с разными выводами источника регулируемого напряжения. 4. Мотор-колесо по пп.1 3, отличающееся тем, что индуктор снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными подобно основному магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам. 5. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что электромагниты расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. 6. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что электромагниты расположены в пазах якоря, магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. 7. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов радиальны. 8. Мотор-колесо по пп.1 7, отличающееся тем, что якорь снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с электромагнитами и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными соответственно подобно основному якорю и магнитопроводу индуктора с токосъемниками. 9. Мотор-колесо по пп.1 8, отличающееся тем, что распределительный коллектор и/или токосъемники выполнены с возможностью углового смещения относительно оси колеса.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4www.findpatent.ru
Изобретение относится к области транспорта и предназначено для легковых автомобилей. Устройство состоит из статора электромотора, закрепленного неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса ротора электромотора. Ротор электромотора расположен на диске автомобильного колеса. Активный элемент ротора, внутри которого залито «беличье колесо», состоящее из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками, выполнен из легкосплавного материала в виде кольцевой вставки с отбортовкой с отверстиями на ней и закреплен на колесном диске с помощью винтов. Щель между кольцевой вставкой и диском колеса заполнена полимерным клеем. Технический результат заключается в снижении массы и упрощении конструкции. 7 ил.
Изобретение относится к области автотранспорта и предназначено для легковых автомобилей.
Известно устройство автомобильного колеса (см. Патент РФ №2111138, кл. В60Т 8/32) с электрорекуперативным тормозным диском, вокруг которого расположен статор его электромотора.
Такое устройство не обеспечивает возможность работы его в режиме электромотора длительное время с высоким КПД и большим тяговым моментом.
Ближайшим техническим решением является мотор-колесо (см. журнал «Авторевю» №16, 2005 г., стр.69-70), состоящее из статора электромотора, который закреплен неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса (на поворотном кулаке его). А ротор мотор-колеса с помощью переходного диска установлен на колесной ступице, на которой крепится стандартное колесо автомобиля с колесным диском и шиной.
Указанное мотор-колесо имеет следующие недостатки. Для крепления ротора требуется дополнительная массивная деталь - переходной диск. Кроме того, наружный диаметр ротора (а, следовательно, и электромотора) ограничен внутренним диаметром обода диска автомобильного колеса.
Техническим решением предлагаемого изобретения является снижение массы мотор-колеса и упрощение его конструкции.
Техническое решение достигается тем, что внутренняя поверхность обода колеса образует ротор мотор-колеса и она имеет цилиндрическую форму, причем ширина ротора и ширина статора составляют больше 0,7 ширины колеса, а поверхность колеса и торцевая поверхность электромотора расположены в одной плоскости, причем суппорт тормозной гидросистемы автомобиля установлен внутри цилиндрического объема статора, а металлический обод колесного диска включен в магнитопровод ротора мотор-колеса и образует с ним единый объем, а объемы магнитопроводов ротора и обода колеса имеют соотношение в пределах 0,4-0,6.
Изобретение поясняется чертежами, где:
На фиг.1. Показано устройство мотор-колеса со вставным элементом ротора асинхронного электромотора с «беличьим колесом» внутри него.
На фиг.2. Показано мотор-колесо со вставным элементом ротора с постоянными магнитами (синхронный электромотор).
На фиг.3. Изображен монолитный ротор-колесный диск автомобильного колеса с постоянными магнитами.
На фиг.4. Дан разрез мотор-колеса с монолитным ротором с залитым внутри колесного диска «беличьим колесом».
На фиг.5. Дано пространственное изображение устройства мотор-колеса со вставным элементом ротора с постоянными магнитами.
На фиг.6. Показан вставной элемент ротора с постоянными магнитами.
На фиг.7. Изображено «беличье колесо» - внутренний элемент ротора асинхронного электромотора.
Мотор-колесо выполнено следующим образом.
Диск 1 стандартного автомобильного колеса с шиной 2 закреплен на колесной ступице 3 с тормозным диском 4 стандартными болтами (не показаны), установленными в отверстия 5.
В диске 1 расположен ротор мотор-колеса. Активный элемент ротора 6 выполнен вставным в виде кольцевой вставки с цилиндрической внутренней поверхностью с отбортовной 7 с отверстиями 8 на ней. Активный элемент ротора закреплен на колесном диске с помощью винтов 9. Внутренняя поверхность обода диска может быть выполнена цилиндрической и внутри него устанавливаются элементы ротора (магниты или «беличье колесо». Тогда колесный диск становится ротором, фиг.3 и 4.
Ширина ротора и ширина статора мотор-колеса (расстояние «б», фиг.1) составляют больше 70% от ширины «а» автомобильного колеса. Причем поверхность колеса со стороны ступицы 3 и поверхность электромотора расположены в одной плоскости (плоскость Q, фиг.1). Обод колесного диска 1 образует совместно с ротором 6 единый магнитопровод с соотношением 0,4-0,6 между их объектами.
В зависимости от заданных тяговых характеристик мотор-колеса электромотор его выполнен как асинхронный или синхронный электродвигатель. У асинхронного мотор-колеса внутри активного элемента ротора (фиг.1) или диска 1 колеса (фиг.4), выполненного из легкосплавного (Al; Mg) материала, залито «беличье колесо» 10. «Беличье колесо» выполнено из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками (фиг.7). Таким образом, конструкция ротора является типичной для стандартного асинхронного электродвигателя.
При синхронной схеме мотор-колеса на роторе на внутренней цилиндрической поверхности его установлены постоянные магниты 11 с высокими магнитными свойствами (из редкоземельных материалов Sa-Co или Ni-Fe-B).
Таким образом, ротором предлагаемого мотор-колеса является колесный диск 1 стандартного автомобильного колеса.
Статор 12 мотор-колеса жестко закреплен на силовых элементах подвески автомобильного колеса. На поворотном кулаке 13 передних колес или на рычаге подвески заднего колеса (не показано) для крепления статора на нем установлены шпильки 14, которыми статор установлен на кронштейнах 15 и закреплен гайками 16. На двух передних кронштейнах 15 закреплен суппорт 17 дискового тормоза на его шпильках 18.
Статор 12 имеет стандартную для фазного статора конструкцию. Он набран из листовой электротехнической стали. В пазы 19 статора 12 уложена его электрообмотка, которая имеет электрожгут 20 для подключения мотор-колеса к бортовой сети автомобиля (к системе управления мотор-колесом).
Предлагаемое мотор-колесо можно установить на любой автомобиль без изменения его конструкции. Статор устанавливают на кронштейнах суппорта дискового тормоза, который располагается во внутреннем цилиндрическом объеме 21 статора. А ротором мотор-колеса является колесный диск стандартного автомобильного колеса. Щель 22 между колесом и кольцевой вставкой 6 заполнена полимерным клеем. Наличие щели снижает вредное воздействие вихревых токов (токов Фуко) на работу электромотора.
Мотор-колесо работает следующим образом. Для начала движения на обмотку статора подают от бортовых аккумуляторов напряжение (например, 48V трехфазного переменного тока) через преобразователь (не показаны). Вращающееся трехфазное электромагнитное поле, магнитно-силовые линии которого пронизывают ротор, обеспечивает создание крутящего момента на роторе, т.е. на диске автомобильного колеса, и автомобиль начинает движение. Скорость движения автомобиля регулируется педалью блока управления автомобилем.
После достижения скорости движения 15-20 км/ч запускается двигатель внутреннего сгорания (ДВС) серийного автомобиля и движение происходит с использованием гибридной силовой установки (четыре мотор-колеса плюс ДВС). Так как конструкция автомобиля остается без изменения, то управление им полностью соответствует управлению серийным автомобилем.
Предлагаемое мотор-колесо при торможении автомобиля обеспечивает рекуперацию механической энергии в электрическую, так как в этом случае мотор-колесо работает в режиме генератора. А трехфазный ток от мотор-колеса через выпрямитель преобразуется в постоянный ток и поступает на зарядку блока бортовых аккумуляторов.
При снижении скорости ниже 20 км/ч ДВС автомобиля выключается, а торможение автомобилем осуществляется электротормозом (мотор-колесом) и стандартной тормозной гидросистемой автомобиля, которая осталась без изменений.
У предлагаемого мотор-колеса меньше масса (а особенно его неподрессоренная масса) и конструкция его проще благодаря совмещению ротора с диском колеса.
Предлагаемое устройство имеет большой диаметр электромотора по сравнению с известными техническими решениями, что обеспечивает увеличение крутящего и тормозного момента, развиваемых мотор-колесом.
Предлагаемое мотор-колес можно выпускать в качестве дополнительного оборудования и устанавливать на любой серийный автомобиль совместно с блоком аккумуляторов и блоком автоматического управления.
Мотор-колесо, состоящее из статора электромотора, закрепленного неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса, и ротора электромотора, отличающееся тем, что ротор электромотора расположен на диске автомобильного колеса, при этом активный элемент ротора, внутри которого залито «беличье колесо», состоящее из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками, выполнен из легкосплавного материала в виде кольцевой вставки с отбортовкой с отверстиями на ней и закреплен на колесном диске с помощью винтов, кроме того, щель между кольцевой вставкой и диском колеса заполнена полимерным клеем.
www.findpatent.ru
Инженеры компании GM разработали потенциально выдающуюся технологию, названную «моторами на осях колес».
Ее развитие могло бы принципиально помочь потребителям принять передовые технологии транспортных средств. Два мотора на осях колес сзади переднеприводного транспортного средства с четырьмя цилиндрами могут увеличить вращающий момент при старте до 60%. Кроме того, дополнительный вращающий момент появляется немедленно. Это означает, что четырехцилиндровый двигатель мог бы быть выполнен с характеристиками двигателя с шестью цилиндрами. Моторы на осях колес развивают мощность примерно по 25 кВт и весят 15 кг каждый.
Традиционные транспортные средства передают энергию от двигателя к колесам посредством механизма сцепления, коробки передач и карданных валов. Более 10% мощности, производимой двигателем, теряется в этом процессе. Система GM использует гибридное электрическое транспортное средство, чтобы сгенерировать электроэнергию, которая направляется непосредственно к моторам. Это минимизирует объем потерянной энергии. Моторы на осях колес создают вращающий момент, который доступен мгновенно и полностью, тогда как обычным двигателям требуется время, чтобы разогнаться.
Моторы на осях колес, помимо этого, позволяют создать более высокий уровень тяги и контроля проскальзывания колес, улучшить руление и показатели работы транспортного средства. Способность управлять каждым колесом отдельно со значительно лучшей реакцией, чем это могут сделать существующие системы управления тягой, приносит дополнительные выгоды. Например, попавший в грязь автомобиль будет легко сдвинуть с места достаточно применить тяговое усилие к шине, которая имеет имеет сцепление с дорогой!
ustroistvo-avtomobilya.ru
