Асинхронный двигатель для велосипеда

Достоинством первого типа является развиваемый им крутящий момент, который сопоставим с более мощным мотор-колесом безредукторным. Достигается это благодаря, размещенному в одном корпусе с электроприводом редуктору, понижающему обороты.

Недостатками можно назвать во много раз более сложную его установку на велосипед и быстрый износ щеток, что отражается на долговечности. Для крепления двигателя в продаже имеется кронштейн универсальный, но часто его приходится или дорабатывать, или изготавливать крепление индивидуальное. Необходимо заменить специальной двойной звездочкой штатную, расположенную на ведущем колесе.

В зависимости от диаметра колеса, установленного на велосипед, максимально развиваемая скорость составит в час от двадцати до двадцати пяти километров. Расстояние же, проходимое без подзарядки, зависит от емкости аккумулятора.

В качестве варианта дешевого, установлен может быть, на любую марку велосипеда.

Второй вариант, т.е. мотор-колесо, делится в свою очередь на колеса прямоприводные (бесщеточные) и редукторные.

Мотор-колесо с прямым приводом

Хороший старт обеспечат колеса, минимальная мощность которых составляет 500Вт. Мотор-колеса с прямым приводом более слабые не могут в силу особенностей конструкции обеспечить необходимый для ускорения крутящий момент. Преимуществами являются: высокий коэффициент полезного действия, способность обеспечить относительно высокую скорость (до 45 км/час), и простота конструкции за счет минимального числа изнашиваемых узлов. Недостатки также имеются. Это, в первую очередь, небольшая величина крутящего момента, во-вторых, большой, по сравнению с редукторным вариантом, вес и размер мотор-колеса. Для тех пользователей, которые в своем «железном коне» хотели бы видеть максимальную скорость, оставив на второй позиции требования к его весу, этот тип двигателя подойдет наилучшим образом.

Если грамотно подобран к таким мотор-колесам аккумулятор, то будут обеспечены максимальный пробег без дозаряди до 50 км и скорость максимальная до 45 км/час.
Рекомендуются гелиевые тяговые аккумуляторы, емкость которых, не менее 12 Ah.
Вес аккумулятора « правильного» около 4,4 кг.

Это важно знать, потому, что все, что по весу меньше, несмотря на все этикетки и нанесенные надписи, является батарейками, которые очень быстро выходят со строя.

Для тех же, кому важна не только скорость, но и динамика, нужен мотор для электровелосипеда мощностью 600 ватт, практически такого же веса, как модель описанная выше.

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.

Совет: 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 велосипеде груженом. Для этого вполне достаточно будет двигателя, мощность которого 250Вт. 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 тех же гонщиков, реноме которых она унижает, целесообразнее приобрести мотоцикл.

Ветрогенератор из мотор-колеса своими руками: проверенные рекомендации по сборке

Изобретение мотор-колеса открыло новую страницу в механике. В компактном устройстве удалось разместить настоящий асинхронный двигатель, который устанавливается в колеса для автомобилей, скутеров или велосипедов на правах ступицы и без труда приводит их в движение. Запустить мотор-колесо в работу может источник вращательного момента. Совершая десятки оборотов в минуту, это уникальное устройство не только обеспечивает движение транспортного средства, но и вырабатывает электроэнергию. Можно с уверенностью сказать: мотор-колесо является готовым генератором, область применения которого может выходить далеко за рамки перемещения обычных транспортных средств.

Можно ли создать ветрогенератор из мотор-колеса своими руками

Превратить простое мотор-колесо в источник энергии несложно: необходимо запустить его вращение, чтобы устройство начало работать как генератор. Потребуется пусковой старт, к выбору источника которого нужно подходить с точки зрения экономической целесообразности. Так, подключать мотор-колесо к обычному топливному генератору нерационально: стоимость полученной энергии будет слишком большой, чтобы говорить об экономии. Если же использовать в качестве источника старта энергию ветра, можно получить дешевое электричество с минимальными затратами, большая часть которых — расходы на сборку и установку конструкции. Наглядное подтверждение сказанного — ветряк из мотор-колеса на видео.

Какими преимуществами обладает ветрогенератор из мотор-колеса

Потратив некоторое время на сборку ветрогенератора из мотор-колеса, вы получите вполне работоспособное устройство с целым набором достоинств:

Запуск в работу и получение электроэнергии возможны сразу после установки, даже если скорость ветра не превышает 1-2 м/с.
Можно легко регулировать мощность, снимая или подключая дополнительные обмотки, которые предварительно следует закоротить.
Компактные устройства весом около 5 кг дают до 1000 Вт и имеют КПД около 80%, модели на 10 кг вырабатывают до 2000 Вт энергии, а конструкции на 20 кг — до 8000 Вт.

Подбирая комплектующие для сборки, стоит продумать, какое мотор-колесо лучше для ветрогенератора. Мощное устройство на 1000 Вт можно собрать из заднего мотор-колеса на 48V1000W. Универсальную модель ветряка из мотор-колеса на 800 Вт можно собрать на базе генератора 48V800W, а компактную модель до 500 Вт — на основе 48V500W.

Конструктивное решение будущей модели

Основа конструкции — это ветряк, состоящий из оси вращения, лопасти и мачты. Реализация остается на усмотрение мастера: подойдет практически любое колесо вплоть до велосипедного, на ободах спиц которого монтируются лопасти из полусфер полипропилена. Также следует выбрать тип расположения генератора: вертикальный или горизонтальный. С учетом сопротивления вращению, естественного для каждого мотор-колеса, очевидным становится преимущество вертикальной конструкции. В ней удастся развести лопасти таким образом, чтобы запустить их в движение смог даже слабый порыв ветра. Такое конструктивное решение особенно важно для тяжелых моделей на основе автомобильных колес. Большинство же домашних умельцев предпочитает собирать ветряк из мотор-колеса гироскутера или велосипеда, чтобы снять проблему запуска при слабом ветре.

Последовательность сборки

Готовится мотор-колесо, подобранное с учетом напряжения, мощности и предельного числа оборотов в минуту. Устраняются мелкие неполадки, корпус очищается от пыли и приспосабливается к новой жизни.
Изготавливаются и монтируются лопасти. Можно заказать готовые модели или изготовить их из древесины, стеклоткани или ПВХ-трубы.
Лопасти соединяются с колесом, тестируются на предмет прочности крепления.
Монтируется поворотный механизм, благодаря которому самодельные ветрогенераторы из мотор-колеса могут вращаться, улавливая максимальную энергию ветра. Приоритет — у стального узла, прочность которого не боится даже ураганных порывов.
Приобретается или находится контроллер, который поможет измерить полученную мощность на выходе устройства.

Отдельно монтируется турбина для установки ветряка. В качестве основы можно использовать металлические уголки, последовательно соединенные с помощью болтов и гаек. После завершения сборки турбина надевается на ось, и выполняется статическая балансировка устройства. На данном этапе спешить не надо: чем качественнее собрана и отбалансирована турбина, тем исправнее будет работать ваш новый ветрогенератор из мотор-колеса гироскутера или автомобильного колеса.

Особенности подключения мотор-колеса к устройствам-потребителям

Те, кто желает решить проблему с наименьшими усилиями, подключают выход ветрогенератора напрямую к потребителю. Есть вариант и посложнее: обмотки мотор-колеса последовательно подсоединяются к двум диодам, и на выходе получается нестабилизированное напряжение, уровень которого зависит от скорости вращения генератора. На случай безветренной погоды рекомендуется обзавестись контроллером, который будет направлять полученную энергию на потребителей.

Обратите внимание: при очень сильном ветре и при его отсутствии ветряк следует немедленно отключать. В первом случае он может стать причиной перегрузки потребителя и замыкания. А во втором – не сможет запуститься в работу вследствие нехватки пусковой энергии, которая будет полностью уходить на «нужды» подключенного устройства.

Вертикально-осевые ветрогенераторы: за и против
Новые разработки ветровых электростанций
Ветряной насос для воды своими руками: эффективное решение проблемы водоснабжения
Генератор Савониуса: используем силу ветра в быту

Как сделать велосипед с мотором?

Не многие из современных спортсменов вспоминают, что в деревнях и малых городах СССР был целый культ самодельных мотороллеров. Из сравнительно доступных «уралов» и «туристов» путем установки мотора для велосипеда создавались настоящие произведения инженерного искусства.

Новый виток развития рынка на рубеже 80-х – 90-х годов прошлого века подстегнул и рынок моторов для них. Сейчас велосипедистам доступны несколько типов моторов и даже полноценные моторизованные велосипеды, продающиеся в сборе.

Зачем они нужны

Для начала – зачем вообще устанавливать двигатель?

Первое – это, конечно, скорость. С хорошим двигателем велосипед может развивать скорость в 40-50 км/ч без участия велосипедиста. Это интересно и при прогулке в выходной день, и в дороге с работы и на работу, когда надо добраться быстро, недорого, а ещё, желательно, и не потным. Некоторые даже специально едут на работу с помощью велосипедного двигателя, а возвращаются домой, крутя педали в своё удовольствие.

Второе – это экономия сил. Далеко не все используют велосипед как тренажёр экстремальной выносливости. Хочется и просто покататься в своё удовольствие, а иной раз это не так просто сделать, когда ландшафт состоит из перепадов, буераков и холмов с затяжными подъёмами. Чтобы скомпенсировать недружелюбную к плохой спортивной подготовке среду, очень приятно использовать двигатель.

Третье – вполне условное – это страсть современных райдеров к прогрессу и уникальности. Давно прошли описанные в начале статьи времена самодельных мопедов в каждом дворе, и иметь моторизированный байк, да ещё и собранный своими руками – это очень и очень круто.

Правовые тонкости

Кстати, добавление вело мотора резко усложняет жизнь райдера с правовой точки зрения. Конечно, и на обычном велосипеде мы являемся полноценными участниками дорожного движения и несём ответственность за наше поведение на дороге. С приобретением же дополнительного к мускульной силе источника работы велосипед становится транспортным средством. Нужны ли права для вождения транспортного средства? Да, нужны. Это нововведение 2014 года.

Права категории «М» достаточно доступны. Как минимум, ими «по умолчанию» обладают все сдавшие на категорию «Б». Отдельно же вождению мотоциклов, мопедов и мотороллеров обучают редко, хотя доступ к сдаче экзаменов на эту категорию доступен на 2 года раньше. В практике же большинство просто игнорирует эту букву закона и не имеет особых проблем. Сотрудники ДПС редко связываются с манёвренными целями, только в том случае, если за рулём совсем юный водитель.

Последствия различных нарушений:

За вождение без прав – 800 р. штрафа и запрещение управлением (практика применения до конца не ясна – то ли байк отбирают, то ли несуществующие номера снимают).
При участии в ДТП – персональная ответственность, так как ОСАГО на велосипед явно не оформлялось.

История и современность

Как уже было рассказано, изначально моторы на велосипеды устанавливались исключительно кустарно – брались движки от различных лодок, мотоблоков и просто станков, изготавливался привод и транспортное средство было готово.

Со временем промышленность пошла навстречу народным умельцам, и советские заводы, кроме выпуска готовых мотороллеров «Рига», начали выпускать отдельные двигатели, которые устанавливались самостоятельно на произвольную технику.

Наиболее популярные и известные моторы для велосипедов – это серия «Д» от завода «Красный Октябрь» из Ленинграда. Некоторые умельцы на соревнованиях разгонялись до 100 км/ч на изделиях с данным движком. Многие отмечают, что качество советских моторов было нестабильным. Всё слишком зависело от смены, партии, даты изготовления и, конечно же, технических навыков пользователя. Серия «Д» изначально предназначалась для кружков юных техников, и использование этих комплектующих требовало подготовки.

Ещё одним историческим мотором можно признать «Комету». Данный двигатель производился как комплектующее для очень широкого ассортимента техники. На базе «Кометы» изготавливались бензопилы, мотоблоки, мотороллеры и, конечно же, мотовелосипеды. Почти 2 «лошадки», малый вес и универсальность принесли этому двигателю для велосипеда славу.

За границей всегда было большое разнообразие моделей, которые в итоге пришли и к нам. Сейчас наиболее популярными являются моторы от Honda. Они стали де-факто стандартом как на лодках, так и на моторизированных велосипедах.

Типы моторов

Для столь миниатюрной и хрупкой техники годятся всего несколько типов моторов, поэтому о них рассказывать долго не получится. Можно подвесить движок на раму или поставить на багажник – это не так важно, главное, на каком топливе будет работать новое «сердце» велосипеда.

Бензиновый

До недавнего времени бензиновый мотор был первым, о чём стоило задумываться, механизируя свой велосипед. Как уже было рассказано, история использования бензиновых моторов на велосипедах насчитывает более полувека. Использовались не только серийные двигатели для велосипедов, но и различная экзотик, например, двигатели от триммеров и бензопил.

Для движения байка хватает минимальной, по меркам бензиновых двигателей, силы. Обычно это 1-2 л.с. Соответственно, объём движка начинается с 50 кубических сантиметров. Различают одноцилиндровые (большинство советских моделей, снятые с техники моторы) и двуцилиндровые двигатели. С разницей в мощности в 1,5-2 раза, вторые обычно устанавливаются, когда к моторизации подходят серьёзно. Обычно, конечно, это импортные движки, например, Honda.

Современный мотор Комета

Обычно бензомотор максимально прост, и используются двухтактные механизмы, которые заправляются смесью бензина с маслом и не требуют особого ухода. Комета, Д-5 и Д-6 и их китайские клоны F50 и F80 – двухтактники. Кроме того, они проще заводятся и могут быть съёмными. 4-х тактный мотор – это редкость на байке, более сложный механизм более экономичен, но «подхватистость» у него ниже, а ремонт, вес и стоимость – много дороже.

Электрический

Электровелосипеды резко обогнали бензиновые в последние годы. Здесь «сыграли» сразу несколько факторов:

Удешевление электродвигателей вследствие унификации производства в Китае.
Изобретения в сфере аккумуляторов, которые стали намного легче и вместительней.
Усложнение конструкции байков до того уровня, что электродвигатель становится приемлемым аксессуаром.

Электрический мотор на велосипед проще в установке и обслуживании, но инженеры пошли дальше, чем просто первый шаг замены бензинового движка на электрический. Сейчас стали очень популярны мотор-колёса, когда электрический двигатель для велосипеда устанавливается на втулку колеса неразъёмным способом. Это увеличивает и простоту установки (просто закрепить колесо и аккумулятор), и срок эксплуатации. Отсутствие дополнительного цепного привода и механизмов переключения делает конструкцию проще и надёжнее.

Оборудование

Каким образом устанавливается двигатель на велосипед? Есть множество моделей, которые поставляются сразу как велосипед с мотором и являются электровелами или практически мопедами. Некоторые компании (привет, «гаражный тюнинг») занимаются переоборудованием в мелкосерийном масштабе. Большинство же моторов устанавливаются на велосипеды вручную самими велосипедистами. В последнее время популярность приобрели наборы («киты»), состоящие из мотора и всех необходимых деталей, а также инструкции, как с их помощью оборудовать свой байк.

Это выгодно производителю. Он не несёт гарантийных обязательств за весь велосипед, ему не надо подстраиваться под вкусы клиентов относительно рам, обвеса и бренда велосипеда. Для покупателя же это инженерный вызов, возможность недорого и своими руками сделать серьёзный апгрейд своего двухколёсного коня.

Самоделки

В любом случае, самыми популярными интересами велосипедистов остаются самоделки. Кто-то выбирает их из-за низкой стоимости – «комплект» из б/у двигателя Комета, цепи и нескольких шестерён обойдётся в 2-3 раза дешевле, чем цена готового набора. Да и фактор технического любопытства, удовольствие от того, что моторчик на велосипед установлен своими руками, очень важен. Так и появляются монструозные байки с несколькими передачами и пресловутые ускорители на бытовых движках.

Заключение

Оборудование велосипеда мотором – серьезное дело. В несколько раз возрастает и средняя скорость байка, и его требовательность к обслуживанию, не говоря уж о стоимости. За многие годы «моторизация» превратилась из увлечения мальчишек в целый бизнес по оборудованию велосипедов и производству комплектующих для этого.

Покупка и установка мотора не велосипед – серьёзный шаг, и, несмотря на все плюсы, дело это сложное, и интересно далеко не всем байкерам.

Какие бывают электродвигатели для велосипедов и как их устанавливать

Электродвигатель для велосипеда – именно этот товар начали продвигать последние годы небольшие мастерские и интернет-магазины в альтернативу электровелосипедам, которые уже достаточно широко представлены на рынке. Отдельный двигатель позволяет значительно удешевить и облегчить конструкцию получившегося механизма, ведь большинство электровелосипедов неуклюжи и тяжелы. Они ориентированы не на увлечённых велосипедистов, а на лёгкий прогулочный стиль, поэтому оснащаются сомнительной конфигурации рамами и очень тяжёлыми батареями.

Зачем нужны двигатели

Во время катания, особенно на длительных подъёмах, каждый задумывался о том, что бы такое подключить к цепи в надежде облегчить свои труды и преодолеть, наконец, тяжёлый участок. Именно для этого устанавливаются электродвигатели для велосипедов. Они позволяют дополнить усилия спортсмена, чтобы набрать и удержать высокую скорость, а также сохранить силы на проблемных участках.

Двигатели бывают разных конструкций и мощностей, но следуют единому принципу – их устанавливают на обычные велосипеды, после чего передают тем или иным способом (в зависимости от типа) усилие к колёсам.

Типы электродвигателей

Электрические двигатели для велосипедов не изобилуют разнообразием конструкций. Фактически, из-за достаточно простого устройства самого байка, выделяют три типа.

Мотор-колесо

Самый популярный и самый простой в установке двигатель.

Заспицованный мотор-колесо

Фактически, двигатель устанавливается на колесо, или, в более дорогих вариантах – сам поставляется в виде колеса, со спицами, закреплёнными сразу на двигатель. Такая компоновка имеет несколько плюсов:

простота устройства – минимум проводки и проблем;
хороший внешний вид – иной раз нельзя заметить, что на велосипеде установлен двигатель;
высокая эффективность – минимальные потери на передачу энергии;
низкое расположение, не повышающее центр тяжести.

В списке минусов называют высокий вес и некоторые сложности в эксплуатации (замене и подключении батарей).

Цепной электродвигатель

Это наиболее лёгкий двигатель. Он подключается к цепи как дополнительный элемент, устанавливается по центру рамы и является очень удобным в эксплуатации, но для установки потребуется точный расчёт и покупка дополнительной цепи.

Плюсы данного двигателя:

невысокая относительная стоимость;
малый вес;
удобство подключения батареи и обслуживания;
использование общего узла переключения передач.

Минусы – трудозатратная установка и повышенный шум при работе двигателя.

Фрикционный привод

Наследие «старой» механики, когда электричество на велосипеде вырабатывалось динамо-машиной о край покрышки или обод. Аналогично, подвесной фрикционный привод передаёт энергию на колесо при помощи прижимного валика. Ориентированы такие двигатели на прогулочные и детские модели, а также на непрофессиональных покупателей.

Фрикционный электродвигатель от известного бренда

Тогда как из плюсов можно выделить только абсолютную простоту установки и использования, а также (для некоторых моделей) невысокую стоимость, минусов у фрикционных приводов много:

очень низкий КПД;
шум при использовании;
громоздкий и неуместный внешний вид – обычно вместо багажника;
износ покрышки при использовании.

Самостоятельная установка

Конечно, легко приобрести готовый электровелосипед. Сложнее доверить мастерской свой классический байк для установки электродвигателя на велосипед. Но самым недорогим и, что главное, интересным путём будет установка привода своими руками.

Комплекты для установки

Популярность самодельных электровелосипедов растёт, и многие производители предлагают готовые комплекты для установки электродвигателя на велосипед. Особенно популярны комплекты с двигателем-колесом. Данный тип приводов не требует особых знаний для установки, он прост в производстве и хорошо продаётся.

Комплект для переоборудования велосипеда

Так же существуют более серьёзные, предназначенные для мастерских, комплекты, в которые входят цепи, дополнительные ролики и другие элементы. Часто двигатели поставляются с дополнительными батареями. Кроме того, самодельный цепной двигатель можно изготовить буквально из подручных средств.

Существуют дорогие комплекты с фрикционными устройствами, которые позиционируются как готовый продукт – «установи и пользуйся» – для тех, кто не хочет серьёзно разбираться в механике. Правда, из-за цены особой популярности у таких наборов нет.

Процесс установки

Самым сложным является разработка и установка цепного велосипедного электродвигателя. Если в комплекте поставляется только электрическая часть, то перед установкой потребуется очень серьёзная подготовка. Итак, последовательность установки:

установить кронштейн для двигателя;
установить двигатель;
установить дополнительные звезду и ролик (или два, в зависимости от конфигурации);
измерить необходимую длину цепи;
подогнать размер цепи и собрать конструкцию;
проверить работу двигателя;
проверить работу при педалировании.

Если всё успешно, цепной электродвигатель установлен!

Пример компоновки при установке цепного электродвигателя

Для комплекта мотор-колёс всё проще:

снять оригинальное колесо;
установить мотор-колесо;
закрепить кронштейн для аккумуляторной батареи;
сделать проводку для батареи и для пульта управления, если он есть.

Собственно говоря, после этого можно ехать. Если для цепного типа установка (с подготовкой материалов) может занять несколько дней, то на установку мотор-колеса хватит часа. В случае с фрикционными механизмами – некоторые из них и съёмные по своей конструкции, и своими руками их может устанавливать даже изящная девушка.

Производители

Так как устройства не столь сложны, производителей огромное количество, а из-за не самой широкой популярности своих устройств, многие не получили должной славы. Большинство компаний, производящих электродвигатели для велосипеда, находятся в Китае:

Bafang – достаточно известная компания, занимающаяся производством большого спектра электрических двигателей, не только велосипедных;
Cyclone – тайваньская компания, выделяющаяся качеством и мощностью производимых комплектов;
Bosch – немецкое качество, немецкие цены. Выпускает цепные приводы. На рынке недолго, но уже завоевала признание;
Golden motor – классический китайский производитель (невысокие цены, невысокое качество, множество приятных дополнений и украшений);
MXUS – китайская компания, занимающаяся исключительно электроприводами для велосипедов вот уже на протяжении 20 лет.

Заключение

Велосипедный электродвигатель – отличное устройство для усовершенствования вашего велосипеда. Недорогой комплект обеспечит быструю езду и преодоление препятствий, а мощные устройства сделают катание незабываемым. Возможность установить двигатель самостоятельно может привлечь всех, кто интересуется техникой и не хочет тратить огромные суммы денег на электровелосипеды.

Источники:

https://motocarrello.ru/jelektrovelosipedy/1103-motor-dlja-jelektrovelosipeda.html
https://altenergiya.ru/veter/vetrogenerator-iz-motor-kolesa-svoimi-rukami.html
https://velofans.ru/vibor/kak-sdelat-velosiped-motorom
https://velofans.ru/raznoe/kakie-byvayut-elektrodvigateli-velosipedov-kak-ustanavlivat