22.01.2016 16:38

Попробуем разобраться в различиях щеточных и бесщеточных электродвигателей, чтобы суметь должным образом оценить преимущества, собственно, бесщеточных мотор-колес.

Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока - наиболее распространенная разновидность двигательного механизма в электровелосипедах. Мотор-колесо такого типа позволяет переоборудовать практически любой городской велосипед на электрический, практически не нарушая его функционального предназначения, но значительно расширяя его возможности.

Подобного рода двигатели нашли широкое применение также и среди скутеров, мотоциклов, автомобилей, произвев настоящую революцию в области электротранспортной индустрии и вывев её на кардинально новый уровень возможностей. Надежность, высокий кпд, небольшая стоимость, отличная удельная мощность - малая часть преимуществ электродвигателей данного типа.

Основная задача коллекторно-щеточного механизма состоит в подаче напряжения от аккумуляторов на обмотки электродвигателя. Главным же недостатком коллекторного механизма является его быстрый износ, более того - уровень этого износа в значительной степени определяется мощностью электромотора. Разрушению элементов щеточного мотор-колеса способствуют: повышенная температура эксплуатации, электроэрозионные процессы, загрязнение продуктами износа щеток.

Коллекторно-щеточный узел является одной из причин снижения кпд электромотора, посредством потребления значительного количества энергии. С целью повышения уровня эффективности работы мотор-колеса было решено передать функцию управления его работой контроллеру. В самом же электрическом моторе поменяли местами обмотки и постоянные магниты. Помимо этого в статор встроили три датчика положения ротора (датчика холла). Специальный электронный контроллер, воспринимая цифровую информацию от магнитных датчиков холла, обеспечил выполнение поставленных задач, подавая тяговое напряжение на обмотки статора, и тем самым формируя магнитное поле в двигателе путем переключения его обмоток с регулируемой частотой. От частоты этих переключений прямо зависит скорость вращения мотор-колеса. Обращаем ваше внимание на то, что контроллеры для щеточных и бесщеточных моторов являются несколько разными устройства, и по этой причине не могут быть взаимозаменяемыми, поскольку выполняют они несколько разных функций.

Использование в мотор-колесах сильных постоянных магнитов из сплавов редкоземельных металлов позволило отказаться от щеточного механизма и повысить таким образом кпд двигателя до рекордных 95%. Магниты из редкоземельных элементов сделали возможным получение высокого уровня магнитной индукции и уменьшение размеров ротора.

В целом, принцип работы бесколлекторного электродвигателя основывается на коммутировании управляющим электронным контроллером обмоток статора так, чтобы вектор магнитного роля статора всегда оставался перпендикулярным вектору магнитного поля ротора. Управление током, проходящим через обмотки статора, и, следовательно, вектором его магнитного поля, со стороны контроллера производится при помощи широтно-импульсной модуляции (шип): информация о положении ротора обрабатывается "микропроцессором", который и вырабатывает управляющие шип-сигналы. Обычно мотор-колеса данного типа имеют трехфазную обмотку. Самым распространенным способом подачи напряжения является поступления питания на две из них благодаря работе датчиков холла.

Коллекторный электродвигатель - двигатель, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках выступает щеточно-коллекторный узел. В коллекторных двигателях используются стационарные металлические контакты (щетки) для передачи электрической энергии на катушки обмоток ротора. Как известно, вращение магнитного поля - это основа работы электрического мотора. В отличии от бесколлекторных двигателей, в которых магнитное поле изменяется импульсно, в коллекторных двигателях оно меняется механически при помощи якоря и щеток, скользящих по коллектору. При этом наблюдается циклическое изменении тока, протекающего через область электромагнитных колец, с обратного на прямой и наоборот. Изменение направление магнитного поля происходит каждый раз при смене направления тока.

Основными достоинствами коллекторных электродвигателей является простота их изготовления, эксплуатации и ремонта. В двигателях этого типа контроль за скоростью вращения может производится при помощи простейшего переменного резистора. Конструктивно двигатель без датчиков холла конечно проще, чем с ними, но данная система имеет целый ряд недостатков. Электрические моторы такого плана плохо стартуют, не развивают с места высокого показателя вращающего момента, имеют низкий показатель кпд, требуют регулярного обслуживания из-за постоянного трения и износа щеток, к тому же, система определения положения ротора без датчиков функционирует довольно ненадежно.

В коллекторном двигателе контроллер используется лишь для регулировки напряжения, в бесколлекторном же его предназначением является как регулировка напряжения, так и переключение фаз (тут на помощь ему приходят уже известные нам датчики холла). Бесщеточные мотор-колеса несколько отличаются от щеточных своим конструктивным исполнением, к тому же, эти двигатели значительно более надежны и долговечны по той простой причине, что в них нет щеточного-контактного узла, нет трансмиссии, подверженным быстрому износу и загрязнению.

Достоинства бесщеточных мотор-колес:

- отсутствие узлов требующих частого техобслуживания и быстро поддающихся износу: нет щеточного узла, который постоянно трется и создает искры;

- высокие показатели кпд (выше 90%);

- широкий диапазон изменения частоты вращения;

- большая перегрузочная способность по моменту;

- быстродействие и динамика;

- высокая надежность и большой срок службы за счёт отсутствия коллекторно-щеточного механизма;

- малый уровень нагрева мотора при работе в режимах перегрузок.

Недостатки бесщеточных мотор-колес:

- более высокая стоимость по сравнению с щеточными, обусловленная использованием дорогостоящих редкоземельных магнитов и более совершенной конструкцией ротора;

- значительно более сложная система управляющего работой электромотора механизма.

Недостатки щёточных электродвигателей:

- быстрый износ щеток и коммутатора;

- необходимость проведения периодического технического обслуживания: чистки щеток и коммутатора;

- низкий показатель вращающего момента с места;

- снижение кпд моторов, уменьшение срока службы аккумуляторных батарей, замедление работы электродвигателей по причине трения щеток;

- меньший показатель соотношения мощности к весу моторов.

Выводы:

Бесщеточные мотор-колеса можно рассматривать как обратную версию щеточных электродвигателей, однако данный тип двигателя является более совершенным: в нем нет щеток, нет коллекторов. Бесколлекторные моторы более мощны, надежны, эффективны, со значительно более высокими показателями коэффициента полезного действия.

Работа бесщеточного электрического мотор-колеса основывается на вращении магнитного поля при помощи электронного контроллера. При вращении магнитное поле притягивается либо же отталкивает постоянные магниты. Электрический двигатель приводится в движении воздействием поступающего от аккумуляторных батарей тока, но при его вращении также генерируется ток и обратное электромагнитное поле. Максимальная скорость вращения мотор-колеса в значительной степени определяется напряжением и создаваемым обратным электромагнитным полем. Увеличение скорости движения магнитов происходит путем простого увеличения силы магнитного поля. При увеличении продолжительности подаваемых импульсов (широтно-импульсная модуляция) магнитное поле становится в значительной степени сильнее. Ротор вращается быстрее по причине роста показателя вращательного момента. Исходя из этого, можно утверждать, что единственное, что физически может испортится в этом типе двигателя - это магнит (что очень маловероятно) и датчики холла. В общем-то, бесколлекторное мотор-колесо практически вечно!

Мотор--колесо с прямым приводом - Direct Drive

Преимуществами таких моторов являются:

Высокий коэффициент полезного действия,

Способность обеспечить относительно высокую скорость (до 45 км/час),

Простота конструкции за счет минимального числа изнашиваемых узлов.

Хороший старт обеспечат моторы мощностью от 500 Вт. Мотор--колеса с прямым приводом более слабые не могут, в силу особенностей конструкции, обеспечить необходимый для ускорения крутящий момент.

Есть и недостатки - это, в первую очередь, небольшая величина крутящего момента, а так же большой, по сравнению с редукторным вариантом, вес и размер мотор--колеса. Для тех пользователей, которые в своем велогибриде хотели бы видеть максимальную скорость, оставив на второй позиции его вес, этот тип двигателя подойдет наилучшим образом.

Мотор-колёса редукторные

Небольшого размера редукторные колеса устанавливаются на электровелосипеды, производимые во всех странах мира. В основном это двигатели мощностью 250-350W, которой достаточно для этого транспортного средства. Они встраиваются во втулку заднего или переднего колеса, и по сравнению с безредукторными имеют следующие преимущества:

• Большую тягу
• Меньшие размеры
• Небольшой вес

Мотор с минимальным количеством потребления энергии

Благодаря тому, что в конструкции мотор колеса отсутствуют щетки, она является более надежной. Коллектор тоже заменен - вместо него установлен датчик Холла. Мощнейшие на сегодняшний день неодимовые постоянные магниты заменяют обмотку возбуждения. Чтобы получить нужные характеристики электровелосипеда, необходимо при выборе мотор-колеса точно определиться с ними. Не стоит платить больше, покупая мощное мотор-колесо, если не планируются поездки на груженом велосипеде. Для этого вполне достаточно будет двигателя мощностью 250 Вт. Если же предполагается езда по холмистой местности или с грузом, выбор лучше сделать в пользу двигателя мощностью 500 Вт.

Во многих странах мира законодательно установлена для электровелосипедов максимальная скорость 25 км/час . Ее, благодаря тяговой силе, обеспечит колесо редукторное, о котором идет речь, т.е. мощностью 250 W. Если же колесо мощностью 350 W, то, будьте уверены, что ее хватит с головой на все, кроме покорения Эвереста, случаи жизни. Многие потенциальные покупатели об этом не знают, поэтому стремятся купить мотор-колесо помощнее - желание, ничем не обоснованное. Скорости 25 км/час вполне хватает для поездок в черте города и непродолжительных прогулок за город. Для любителей прокатиться "с ветерком" целесообразнее приобрести мотоцикл.

Несмотря на массу достоинств, недостатки имеются и у этих моторов:

• В сравнении с бесщеточными у них ниже КПД, вызванное потерей энергии в редукторе.
• Конструкция более сложная, следовательно, ниже ее надежность.
• Рекомендуется к установке на любую модель велосипеда, при условии, что не требуется скорость более 25 км/час.

(по материалам сайта Motocarrello)

В этой статье нельзя не упомянуть про Мотор-колесо Дуюнова

Дмитрий Дуюнов - российский изобретатель асинхронного мотор-колеса, в котором вместо пояса сильных редкоземельных магнитов, как в классических электродвигателях, используется широкое кольцо из медной обмотки. Мощность уже имеющегося прототипа около 2,5 кВт при крутящем моменте в 200Нм.

В этом моторе реализован гениальный и простой принцип инженерии - комбинированного или совместного воздействия. Используются две взаимозависимые совмещенные обмотки - одна из них собрана в «звезду», а вторая в «треугольник».

Представленный изобретателем мотор не требует установки магнитов-их место занимает обмотка из медной проволоки. Данная конструкция позволила значительно увеличить крутящий момент мотора. Для сравнения - обычное мотор-колесо выдает около 40-60 Нм против 200 Нм у рассматриваемого экземпляра.

В случае выхода таких колес в массовое производство мы постараемся представить их на нашей витрине.

Следите за новостями и будьте в тренде!

Нас очень часто спрашивают, какое мотор-колесо лучше, редукторное или с прямым приводом. Однозначного ответа мы не дадим, так как у каждого из этих двух типов мотора есть свои преимущества и недостатки. Для кого-то важным покажется одно, для кого-то другое.

Чтобы сэкономить ваше время - напишем краткую выдержку:

• Если вам нужна скорость выше 30 км/ч, то вам нужно мотор-колесо с прямым приводом, мощностью 500 Вт и более, но при этом готовьтесь к тому, что выключенный мотор будет оказывать небольшое сопротивление при езде, а если захотите уверенный подъем в гору, то мощность должна быть 1500 Вт и более.
• Если вас устроит скорость до 30 км/ч, то вам подойдет редукторное мотор-колесо 350 Вт, при этом вы получите уверенный подъем в гору, отсутствие сопротивления при езде с выключенным двигателем, а также малый вес и габариты мотора. Если вас это устроит, то минусы редукторного мотора уже несущественны.
• Оба мотор-колеса безщеточные.

Редукторное мотор-колесо 250-350 Вт.

Для начала вкратце расскажем что такое редуктор и зачем его устанавливают в мотор электровелосипеда. Редуктор - это устройство, которое увеличивает крутящий момент мотор-колеса, но при этом снижает максимальную скорость движения до 30 км/ч. То есть заезжать на горку будет легко, но на прямой дороге скорость будет невелика. Это то же самое, как ехать на автомобиле на первой-второй передаче. У мотор-колеса с прямым приводом такой же крутящий момент будет доступен при мощности 1500 Вт.

Редуктор состоит из планетарной передачи с тремя пластиковыми шестернями внутри. Срок службы этих шестеренок зависит от режима эксплуатации и в среднем составляет 6-9 тыс.км. Замена шестеренок - дело несложное, занимает 1-2 часа, а их стоимость можно узнать . Есть модификации со стальными шестернями, но это редкость, так как такие моторы довольно шумные.

У редукторных мотор-колес отсутствует сопротивление при езде с выключенным мотором. Иначе говоря, если у вас сядет аккумулятор, то вы сможете ехать как на обычном велосипеде. Хороший накат обеспечивается наличием обгонной муфты, которая механически отсоединяет мотор от колеса, её можно сравнить с трещоткой на заднем колесе велосипеда - когда вам нужно, вы начинаете крутить педали и передавать крутящий момент на колесо, но колесо не может обратно передать свой крутящий момент на педали. Обратная сторона этого преимущества - невозможность рекуперации, то есть вы не сможете тормозить двигателем и заряжать батареи.

Следующая отличительная черта редукторного мотор-колеса - это компактность и малый вес. Многие даже не будут подозревать, что у вас электровелосипед, так как мотор в колесе будет чуть-чуть больше в диаметре чем втулка. Это опять-таки объясняется наличием редуктора внутри.

Большинство редукторных мотор-колес обладают максимальной мощностью 350 Вт, чуть реже 500 ватт, но не более. Это является относительно отрицательной стороной такого типа мотор-колес, так как далеко не всем нужны более мощные моторы.

Также стоит отметить низкий уровень шума у редукторных мотор-колес, они практически бесшумные. Не сказать что прямой привод шумит, но все-таки он немного громче работает, чем редукторное мотор-колесо.

Ну и напоследок про цену... Редукторное мотор-колесо стоит дешевле чем мотор-колесо с прямым приводом.

Мотор-колесо с прямым приводом (безредукторное).

У такой конструкции есть две основные части - ротор и статор. Ротор - это ось колеса с обмотками, она неподвижна и жестко закреплена к раме велосипеда. Статор - это втулка колеса с мощными постоянными магнитами, к которой закреплены спицы и обод, она подвижна. Такая конструкция крайне надежна и проста, так как в ней нет трущихся частей, кроме подшипников. Это классическая схема трехфазного двигателя переменного тока, только в ней статор вращается вокруг ротора.

Преимущества такого мотор-колеса:

• Надежность и простота конструкции
• Возможность тормозить двигателем (рекуперация)
• Большая мощность до 5000 вт
• Скорость передвижения до 100 км/ч
• КПД выше за счет отсутствия редуктора

Недостатки :

• Небольшое сопротивление при езде с выключенным мотором. То есть если у вас сядет аккумулятор, то крутить педали будет чуть-чуть тяжелее, чем на таком же велосипеде без мотора. Это сопротивление сравнимо с легким встречным ветерком.
• Большие габариты и вес мотора
• Мотор-колесо с прямым приводом дороже редукторного при одинаковой мощности.

Итог: если вам нужна хорошая скорость от 30 км/ч - выбирайте прямой привод. В остальных случаях стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу.

Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками 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.

Электровелосипед является транспортным средством с встроенным электрическим мотором, который частично или полностью обеспечивает его движение.

Благодаря разработкам специалистов в области новейших технологий в направлении производства электровелосипедов, его переоборудование из обыкновенной модели не заметно для окружающих. Большинство людей не может визуально отличить простой велосипед, от его прогрессивного аналога.

Электровелосипеды. Что, зачем и как?

Отличие от обычного велосипеда заключается в наличии трех дополнительных элементов:

• электрического мотора;
• контролера;
• аккумуляторной батареи.

В процессе эксплуатации электровелосипедов выявляется множество преимуществ:

• низкие эксплуатационные затраты, сравнительно с другими транспортными средствами;
• возможность использования людьми со слабой физической подготовкой;
• развитие высоких скоростей;
• осуществления зарядки от электрической сети;
• использование как обычной модели велосипеда;
• комфортность поездки.

Недостатки электровелосипедов заключаются:

• в более высокой цене, чем за обыкновенный велосипед;
• в необходимость осуществления периодической зарядки аккумулятора и в длительности этого процесса;
• в большом весе.

Характеристики электровелосипеда

Существует множество моделей электровелосипедов, отличающихся друг от друга различными техническими характеристиками.

Обычно велосипеды с электромоторами приобретаются для комплексного использования, учитывая его возможности эксплуатации, как обыкновенной модели, так и модели с полностью замещенной двигателем движущей силой. При стоит учитывать, что чем больше его вес, тем сложнее будет им пользоваться без применения мотора. Вес готовой продукции зависит от вида и типа электродвигателя.

• Вид электродвигателя

Электродвигатели подразделяются по способу крепления к велосипеду и могут быть подвесной или встроенной конфигурации.

• Тип мотора

Мотор может быть различных модификаций, выполненных по принципу «мотор-колесо», подвесного типа, или фрикционной передачи.

Электровелосипеды на новом витке прогресса. Новинки индустрии.

Интенсивное развитие промышленности велотранспорта началось в конце двадцатого века. И с того момента постоянно происходит усовершенствование и внедрение новых технологий в этом направлении. В настоящее время наука и техника совместно создали модели уникального пауэрбайка, включившего в себя множество тенденций современности, объединив лучшие технические и технологические решения.

После китайских и тайванских моделей эконом класса, огромной популярностью пользуются электровелосипеды известных брендов, разрабатывающие свои модели на базовой основе канадских систем электроприводов BION-X.

Составляющими элементами таких систем являются:

• электромотор;
• процессор;
• блок управления;
• пульт управления;
• аккумулятор.

Продукция брендовой серии POWER предназначена для долгосрочной эксплуатации в экстремальных условиях. Ее особенностью является крепление аккумулятора к трубе рамы в таком положение, в котором происходит оптимальное распределение веса для сохранения баланса велосипеда.

Пультом управления можно регулировать параметры поездки. В нем встроена сигнализационная система, позволяющая выполнять защитные функции, направленные на предотвращение угона объекта. Полный заряд аккумулятора позволяет проехать расстояние в девяносто километров. Предусмотрена дополнительная зарядка аккумуляторной батареи при спуске вниз, при движении с постоянной скоростью или при осторожном торможении.

Специалисты компании CUBE постоянно работают над созданием новых и усовершенствованием старых моделей велосипедов. Самой популярной и востребованной моделью бренда является STEREO HYBRID 120 HPA SL 29, относящаяся к категории двухподвесов с мощным электродвигателем в 250 Вт.

Геометрическое расположение элементов рамы спроектировано с учетом дополнительной нагрузки в виде электродвигателя и батареи, обеспечивая низкий центр тяжести, что способствует устойчивости модели при движении с большой скоростью.

GRACE электровелосипеды. Прогрессивно и технологично!

Велосипеды GRACE относится к категории премиум класса. Все комплектующие продукции проходят тщательный контроль.

Рамы производятся в Германии и обладают рядом специфических свойств:

• увеличенные показатели толщины стенок;
• увеличенный диаметр труб рамы и подседельной трубы;
• аллюминиевый каркас.

Вышеперечисленные характеристики позволяют осуществить размещение аккумуляторов внутри рамы и подседельной трубы, делая оборудование электровелосипеда дополнительными элементами визуально незаметным. Материал изготовления каркаса способствует сбалансированному соотношению между весом и жесткостью велосипеда.

Высокая производительность долговечность трансмиссии обусловлено ее качеством, обеспечивающим производителем Gates Carbon.

Где в России производят электровелосипеды?

В настоящее время в России производство электровелосипедов не получило широкого распространения в виде серийного издания продукции. Те единичные модели, которые выпускаются, находятся на конкурентоспособном уровне на европейском рынке аналогичной продукции благодаря своей низкой цене.

Движущей силой велосипедов серии Elbike является бесколлекторный мотор с полным отсутствием в нем трущихся деталей, что обеспечивает его долговечность. Установка произведена на ступицу заднего колеса. Использование педалей в моделях является дополнительным элементом в комплектации. Производитель разработал даже специальные ступеньки для ног, чтобы не держать их во время движения на педалях.

Педали же применяются только в той ситуации, когда произошла разрядка аккумулятора или в качестве оказания помощи мотору в случае крутого подъема для экономии заряда. Контролер расположен под задним сидением и предназначен для передачи тока в мотор и аккумуляции, с обратным возвратом заряда в батарею. Регулировка скорости движения осуществляется при помощи специальной ручки.

Тормозная система, с барабанным механизмом несколько неэффективна по причине большой величине тормозного пути. На руле расположена светодиодная лампа, позволяющая уверенно передвигаться в темное время суток. В электровелосипеде два посадочных места, при этом он способен выдержать нагрузку до 150 килограмм.

Общие характеристики электровелосипедов Элбайк:

• мощность двигателя – 350 Вт;
• напряжение 48 В;
• полная зарядка аккумулятора происходит за пять часов;
• вес электровелосипеда в снаряженном состоянии – 40 кг;
• максимально допустимая скорость – 30 км/час;
• запас хода – 50 км.

Компания Eltreco производит электровелосипеды из серии бюджетных, средняя стоимость которых составляет около 1000 долларов. Фирменная продукция предназначена для городских и легких городских поездок. Оптимальное расположение элементов рамы способствует грамотному распределению ее баланса массы, что обеспечивает удобства при переносе велосипеда.

Необычные свойства заключаются в возможности складывания педалей, что удобно при перевозках в автомобилях. Для того, чтобы не перепутать рукоятки тормозов с газом, на рулевом управлении они расположены в зеркальном отображении касательно переднего и заднего его элементов. Контроль подачи электроэнергии осуществляется специальной кнопкой. Велосипеды оборудованы несколькими скоростями передач. Снижение скорости осуществляется за счет ее понижения.

Основные характеристики электровелосипедов Eltreco:

• максимальная скорость – 30 км/час;
• одно посадочное место с возможной нагрузкой багажника до 25 килограмм;
• запас хода – 40 км;
• заряд батареи осуществляется пять часов;
• вес электровелосипеда – 26 кг.

Электрические велосипеды в Китае

В Китае электровелосипеды считаются популярным видом транспорта. Население этой страны заботится о состоянии окружающей среды в местностях, где оно проживает. Также это связано с дешевизной приобретения и дальнейшей эксплуатации таких моделей велосипедов.

Для российских граждан дешевле обойдется покупка электробайков, произведенных в странах Китая, чем непосредственно в России. К примеру, электровелосипед стандартной комплектации китайского производителя обходится пользователя в 450 долларов, когда аналогичная модель российского производителя – в 600 долларов. Связано это с тем, что практически все российские модели изготовлены на основе китайских комплектующих.

Отличные модели электробайков можно приобрести от 1000 долларов. Мощность двигателя электровелосипеда SOBOWO S2-4 36 составляет 250 Вт. Запас хода при полной зарядке аккумулятора составляет 60 километров. Рама алюминиевая, нетяжелая, двигатель бесщеточный, модели S24. В аккумуляторе литиевая батарея с временем зарядки до четырех часов.

Интересна модель электробайка Smart производителя Folding electric bike. Мощность его стандартная 250 Вт, запас хода равен 30 километрам. Модель складного типа, что позволяет удобно его транспортировать в любом транспортном средстве.

Электровелосипеды для детей. Нужно ли?

Перед принятием решения приобретения электровелосипеда для ребенка стоит учесть его возраст. Для подростков лучше купить полноценный взрослый электровелосипед, предпочтительно с функциями регулировки положения руля и сиденья. Для маленьких детей, младше десяти лет, покупать такую модель не рационально по причине недолгого срока его эксплуатации в связи ростом ребенка.

А при перепродаже детского велосипеда теряется большая сумма денег. Кроме того, детям свойственно часто ронять велосипед, что может привести к быстрому выходу его из строя. Также стоит учитывать, что основной функцией использования велосипеда в детском возрасте является оздоровление с его помощью путем обеспечения определенных физических нагрузок при передвижении.

Недорогой электровелосипед?

Приобрести недорогой велосипед отличного качества в принципе невозможно. Поэтому, для экономии собственных средств некоторые велолюбители, обладающие определенными навыками в области работы с техникой, самостоятельно изготавливают для себя и для членов своей семьи электрические велосипеды путем переоборудования из обыкновенного велосипеда, путем оснащения его всего пятью дополнительными элементами:

• двигателем;
• аккумуляторной батареей;
• контролером двигателя;
• дросселем;
• цепью, соединяющей двигатель с колесами для передачи движущего момента.

Как выбрать электровелосипед?

При выборе электровелосипеда необходимо учитывать ряд критериев.

1. Возраст будущего велолюбителя.

Для подростков больше подойдут легкие складные модели с диаметром колеса от 16 до 20 дюймов. Для взрослых можно смело приобретать более тяжелые модификации. Для людей в возрасте желательно приобретать мощные велосипеды с надежной подвеской. При планировании перевозки пассажиров стоит рассмотреть электробайки мощностью свыше 350 Вт.

2. Планируемый режим езды.

Различают разные модели, поддерживающие разные режимы езды, которые могут быть:

• только с электродвигателем;
• смешанного педального типа, с помощью электродвигателя;
• педального типа, с отключенным мотором.

3. Планируемое время суток езды.

4. Расстояние перемещения.

Каждый тип комплектующего аккумулятора имеет свой запас хода.

5. Стоимость.

Редуктор или прямой привод DirectDrive?

При возможности выбора рекомендуется остановить его на велосипеде с прямым приводом по причине практически отсутствующего шума и вибрации при работе, долговечности и надежности его, большей вместимости, а также в удобстве монтажа. Кроме того, следует учитывать, что для редукторов характерно отсутствие самоторможения или обратимости, что придает некоторые неудобства при управлении велосипедом.

Выбираем навесное оборудование. Комплектация электровелосипеда.

1. Переключатель скоростей. Он может быть выполнен в виде круглой рукоятки по принципу «грип-шифт» или в виде манетки. Оптимальным, но и немного дорогим вариантом является переключатель в виде манетки по причине удобства им пользования, которое заключается в возможности управления указательным и большим пальцами, при полном обхвате ладонями рук руля.
2. Двигатель, который может быть подвесного вида и встроенной конфигурацией, типа модель-колесо, встроенного с фрикционной передачей или подвесного. Каждый вид и тип двигателя соответствует определенным условиям эксплуатации электровелосипеда.
3. Аккумуляторная батарея. Для электровелосипедов используются два вида батарей никель-металлогидридные и литий-ионные. Применение последних считается энергетически выгодным. Модели, используемые литий-ионные аккумуляторы имеют больше запаса хода.
4. Тормоза. Могут быть изначально встроенными в манетку, что считается более удобным и безопасным, чем монтирование их отдельно на рулевом управлении. Тормоза могут быть дисковые и механические, задействующие переднее, заднее, или оба колеса.
5. Колеса. При выборе колес стоит учесть, что чем больше их диаметр, тем большие препятствия может преодолеть электровелосипед.
6. Рама. Обычно специалисты обращают на материал ее изготовления, что тесно связано с ее весом. Также учитывается распределение ее балансового веса при полном снаряжении велосипеда.

Электродвигатели. Мотор-колёса. Разбираемся в тонкостях характеристик моторов для электровелосипеда!

На сегодняшний день существует большое количество электрических двигателей для велосипедов. Мы решили помочь Вам разобраться во всем этом многообразии. Помимо очевидного параметра — мощности, электродвигатели разделяются на несколько видов. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Мощность мотора

Основной параметр электродвигателя — мощность. Измеряется в ваттах, обозначается Вт или W (англ). От мощности зависит максимальная скорость электровелосипеда, его динамика (ускорение) и способность забираться в гору. Мощность также влияет на расход энергии батареи — чем мощнее мотор, тем более ёмкая батарея ему требуется.

Виды моторов для электровелосипеда:

Расположение мотора

Чем, собственно, отличается заднее, переднее или центральное расположение мотора? На что это влияет, в каких условиях используется? Давайте разбираться.

Задний привод считается классическим и используется во всех традиционных велосипедах. Это не удивительно — во-первых на него приходится около 70% веса, а во-вторых легко организовать цепную передачу от педалей. Что касается электрических велосипедов, существует две принципиально разные схемы установки мотора для получения классического заднего привода:

1. Заднее мотор-колесо (rear wheel hub-motor)

Это самое распространённое расположение электродвигателя. Всё просто и логично. Мотор-колесо ставится на место задней втулки. Позволяет установить звёзды для традиционного переключателя скоростей. Установка планетарного переключателя скоростей или вариатора в задней втулке становится невозможной. Стоит отметить, что для мощных электровелосипедов переключение скоростей теряет актуальность — функцию пониженной передачи берёт на себя двигатель. Управление возможно как ручкой газа, так и датчиком кручения педалей. Мощность не ограничена.

2. Центральный электромотор (mid -drive motor)

Достаточно редкое и, пока, дорогостоящее решение. Главным преимуществом центрального электромотора является возможность организации системы переключения скоростей не только для педалей, но и для двигателя. Это позволяет расширить диапозон крутящего момента мотора: увеличить скорость или забираться в крутые горки, в зависимости от выбранной передачи. Возможно использование как традиционного переключателя скоростей, так и планетарной втулки или вариатора. На большинстве моделей отсутствует ручка газа — мотор управляется только датчиком кручения педалей. Мощность ограничена допустимой нагрузкой на систему переключения передач.

Попытки организовать полный привод для велосипеда предпринимались давно. Правда, не слишком удачно. Появление электрического велосипеда всё изменило. Теперь сделать велосипед с полным приводом можно просто установив двигатель в переднее колесо. Однако, такая схема накладывает определённые ограничения по мощности. Мощные полноприводные электробайки делаются с двумя моторами.

3. Переднее мотор-колесо (front wheel hub motor)

Это вторая по популярности схема расположения электродвигателя. Самый простой способ сделать велосипед полноприводным, совместно с педалями. Мотор-колесо ставится на место передней втулки. Позволяет сделать мотор-колесо быстросъемным. Возможно использование как традиционного переключателя скоростей, так и планетарной втулки или вариатора. Управление возможно как ручкой газа, так и датчиком кручения педалей. Мощность ограничена прочностью вилки и малой загрузкой передней оси.

4. Полный электропривод (2 х2 drive system)

Решение для электровелосипедов большой мощности, а также для электрических вездеходов. Является единственным вариантом полного электропривода. На велосипед устанавливается сразу два мотор-колеса, на место передней и задней втулок. Позволяет установить звёзды для традиционного переключателя скоростей. Установка планетарного переключателя скоростей или вариатора в задней втулке становится невозможной. Стоит отметить, что для мощных полноприводных электровелосипедов переключение скоростей теряет актуальность — функцию пониженной передачи берут на себя двигатели. Возможно управление общей ручкой газа либо раздельными ручками для каждого колеса. Датчик кручения педалей на такие модели, как правило, не ставится. Мощность не ограничена.

Типы моторов

Существует много вариантов электродвигателей и мотор-колёс для электровелосипедов. По своим свойствам они делятся на две больших категории:

1. Редукторные электродвигатели (geared drive)

Данный тип моторов характеризует наличие механизма, преобразующего передаточное отношение — редуктора. Редукторным может быть как мотор-колёсо, так и внешний электродвигатель. Редукторное мотор-колесо имеет встроенные планетарные шестерёнки (показано на фото 1). Это позволяет получить больший крутящий момент и большую эффективность на малых оборотах. Следствием является уменьшение веса такого мотор-колеса за счет использования магнитов меньшей мощности. Внешний электродвигатель всегда является редукторным т.к. имеет систему передач на колесо. Наличие механических элементов несколько уменьшает КПД двигателя, а также накладывает определённые ограничения на его максимальную мощность. Кроме того, данный тип двигателей не работает в режиме динамо и не может иметь функцит рекуперации (торможения двигателем с выработкой электроэнергии).

2. Безредукторные электродвигатели (direct drive)

Безредукторным может быть только мотор-колесо. Для создания необходимого крутящего момента используются мощные магниты, что делает безредукторное мотор-колесо более тяжелым. Отсутствие движущихся частей делает данный тип мотора одним из самых высокоэффективных по КПД. Однако на низких оборотах КПД не так велико и мотор может греться. Среди плюсов данной конструкции — отсутствие ограничений по мощности, высокая надёжность (нет движущихся элементов), а также функции динамо и рекуперации (торможения двигателем с выработкой электроэнергии).