Электровелосипед контроллер

Содержание скрыть
1 Самодельный контроллер для электровелосипеда
3 Электровелосипед

Самодельный контроллер для электровелосипеда

image

Как вы уже знаете из прошлых постов, у нас в компании есть DIY-движение. В свободное от работы время коллеги занимаются фрезеровкой печатных плат в домашних условиях, делают тепловизор на FLIR Lepton, а также решают семейные разногласия с помощью 4 контроллеров и 2 умных часов. Продолжим серию увлекательный историй! Сегодня я расскажу, как сделать контроллер к трехфазному двигателю электровелосипеда своими руками. Целью создания такого контроллера было:

  1. Изучение работы трехфазного мотора под управлением контроллера.
  2. Большинство контроллеров для электровелосипедов, представленных на рынке, — китайские. Они хоть и относительно дешевые (около 2.000 руб в зависимости от мощности), но являются неведомой коробкой, в которой неизвестно что происходит. И сразу к ней возникает очень много вопросов — экономично ли она потребляет и распределяет ток, какой у нее запас мощности, почему так сильно перегревается, преждевременно срабатывает защита по току и т.д.

В тоже время на рынке представлены европейские качественные контроллеры для электробайков. Они оснащаются расширенными функциями, работают на разных напряжениях и токах и их можно программировать. Устанавливаются они на сверхмощные электровелосипеды. Но цена у них кусается — 10-20 тыс. рублей.

В итоге я решил пойти своим путем: разобраться в устройстве контроллера, сделать его прототип, а затем попытаться сделать контроллер качественнее китайского контроллера. На текущий момент проект у меня в разработке только и на уровне прототипа, готового варианта пока нет. Буду рад услышать ваши комментарии и советы.

Применение

В электровелосипедах используются трёхфазные бесщёточные электродвигатели с датчиками Холла. Стоит отметить, что применение подобных трёхфазных двигателей достаточно обширно:

  • Бытовая техника
  • Оргтехника
  • Электротранспорт
  • Промышленность

Устройство двигателя

Для разработки контроллера необходимо разобраться с принципом работы самого электродвигателя.

image

Электродвигатель состоит из фазных обмоток, магнитов и датчиков Холла, отслеживающих положение вала двигателя.

Конструктивно электродвигатели делятся на два типа: инраннеры и аутраннеры.

image

У инраннеров магнитные пластины крепятся на вал, а обмотки располагаются на барабане (статоре), в этом случае в движение приводится вал. В случае аутраннера всё наоборот: на валу — фазные обмотки, а в барабане — магнитные пластины. Это приводит в движение барабан.

image

Так как у велосипеда колесо крепится валом на раму, то здесь применителен тип аутраннера.

image

На этой картинке условно представлены три фазы с обмотками, соединёнными между собой. В реальности обмоток намного больше, они располагаются равномерно с чередованием по фазам по окружности двигателя. Чем больше обмоток — тем плавнее, чётче, эластичнее работает двигатель.

В двигатель устанавливаются три датчика Холла. Датчики реагируют на магнитное поле, тем самым определяя положение ротора относительно статора двигателя. Устанавливаются с интервалами в 60 или 120 электрических градусов. Эти градусы относятся к электрическому фазному обороту двигателя. Необходимо учитывать, что чем больше в двигателе обмоток на каждую фазу, тем больше происходит электрических оборотов за один физический оборот мотор-колеса.

image

Обмотки трёх фаз в большинстве случаев соединяются между собой по двум схемам: звезда и треугольник. В первом случае ток проходит от одной из фаз к другой, во втором — по всем трём фазам в разной степени. Иногда эти две схемы подключения комбинируют в одном двигателе, например в электромобилях. При старте и наборе скорости идёт соединение фаз по звезде: она даёт больший момент при относительно низких оборотах; далее, после набора скорости, происходит переключение на треугольник, в результате количество оборотов увеличивается, когда уже не нужен большой крутящий момент. По сути, получается условно автоматическая коробка передач электродвигателя.

Цикл работы

Чтобы привести в движение трёхфазный двигатель, нужно рассмотреть цикл его работы за электрический оборот. Итак, имеем три фазы — A, B, C. Каждая из фаз получает положительную и отрицательную полярности в определённый момент времени. Поочерёдно по шагам пропускается ток от «плюса» одной фазы к «минусу» другой фазы. В итоге получается шесть шагов = три фазы × две полярности.

image

Рассмотрим эти шесть шагов цикла. Предположим, что положение ротора установлено в точке первого шага, тогда с датчиков Холла мы получим код вида 101, где 1 — фаза А, 0 — фаза B, 1 — фаза С. Определив по коду положение вала, нужно подать ток на соответствующие фазы с заданными полярностями. В результате вал проворачивается, датчики считывают код нового положения вала — и т. д.

В таблице указаны коды датчиков и смена комбинаций фаз для большинства электродвигателей. Для обратного хода колеса (реверса) достаточно перевернуть знаки полярности фаз наоборот. Принцип работы двигателя довольно прост.

Цикл двигателя представлен в gif-анимации.

Транзисторы и Н-мост

Но чтобы поочерёдно подавать ток на каждую из фаз и менять их полярность, необходимы транзисторы. Ещё нам нужна передача больших токов, высокая скорость переключения и чёткость открытия/закрытия затворов. В данном случае удобнее управлять затворами по напряжению, а не по току. Поэтому оптимальны полевые (MOSFET) транзисторы. Чаще всего их используют в контроллерах. Очень редко можно встретить комбинированный вариант транзисторов.

image

Для переключения фаз со сменой их полярностей используют классическую схему Н-моста (H-Bridge) из полевых транзисторов.

image

Он состоит из трёх пар транзисторов. Каждая из пар подключается к соответствующей фазе обмотки двигателя и обеспечивает подачу тока со значением (+ или –). Транзисторы, отвечающие за включение фазы с положительным значением, называют верхними ключами. С отрицательным — нижними. Для каждого шага открывается пара ключей: верхний одной фазы и нижний соседней фазы. В результате ток проходит от одной фазы к другой и приводит электродвигатель в движение.

image

Из схемы видно, что мы не можем включить одновременно верхний и нижний ключ у одной и той же фазы: произойдёт короткое замыкание. Поэтому очень важно быстрое переключение верхних и нижних ключей, чтобы в переходных процессах не появилось замыкание. И чем качественнее и быстрее мы обеспечим переключения, тем меньше у нас будет потерь и нагрева/перегрева транзисторов H-моста.

Для запуска остаётся обеспечить управление затворами ключей H-моста. Для управления H-мостом нужно:

  1. Считать показания датчиков Холла.
  2. Определить, в каком положении какую пару ключей включать.
  3. Передать сигналы на соответствующие затворы транзисторов.

Прототип на Ардуино

Под рукой у меня была Arduino UNO, и я решил собрать контроллер на её основе.

image

Первым делом я подал на датчики Холла питание 5 вольт от Ардуино (его достаточно для датчиков). Сигнальные провода от датчиков подключил на цифровые пины Ардуино, написав простейшую программу для считывания и обработки сигналов с датчиков.

Затем собрал Н-мост из полевых NPN-транзисторов. Подвёл к мосту независимое питание на 12 вольт. Но при отладке, чтоб убедиться в работоспособности, я подключил напрямую шесть пинов 5V из Ардуино на затворы H-моста. У большинства полевых транзисторов затвор работает на 20 вольт. Так делать нельзя, потому что Н-мост будет плохо работать и перегреваться. Но для кратковременных тестов это пойдёт. Кое-как, с сильными перегревами и страшными звуками, вибрациями и толчками колесо медленно закрутилось. Начало положено.

Мостовые драйверы

Далее предстояла работа над напряжением 20 вольт на управление затворами. Для этого существуют мостовые драйверы транзисторов, они обеспечивают стабильные импульсы в 20 вольт на затвор и высокую скорость отклика. Сначала у меня были популярные драйверы для маломощных моторов L293D.

image

Для управления затворами его достаточно, к тому же их очень просто использовать. Один такой драйвер может обеспечить питанием две пары ключей. Поэтому я взял две штуки L293D. Собрал контроллер с этими драйверами, и колесо начало крутиться существенно плавнее, посторонних звуков стало меньше, нагрев транзисторов уменьшился. Но при увеличении оборотов синхронизация с контроллером пропадала, появлялся посторонний звук, колесо дёргалось, вибрировало и полностью останавливалось.

В это же время я наткнулся на два варианта мостовых драйверов:

  • HIP4086
    image
  • IR2101
    image

Что касается HIP4086, то это полноценный мостовой драйвер, предназначенный для трёхфазного электродвигателя. Мне он показался несколько замороченным, и мои попытки использовать его в контроллере не увенчались успехом: он у меня так и не заработал. Углублённо разбираться в причинах не стал.

А взял я IR2101 — полумостовой драйвер, обеспечивающий работу нижнего и верхнего ключей для одной фазы. Несложно догадаться, что таких драйверов нужно три. К слову, драйвер очень прост в использовании, его подключение происходит безболезненно и легко. Получилась такая схема:

image

image

И готовый результат

image

Собрал контроллер с этим драйвером и запустил двигатель. Ситуация с работой электродвигателя кардинально не поменялась, симптомы остались те же, как и в случае с драйвером L293D.

Аппаратное прерывание

И тут я понял, в чём дело: Ардуино не успевает обрабатывать показания датчиков Холла! Поэтому необходимо было использовать пины Ардуино с аппаратным прерыванием. Так как у Ардуино УНО таких пинов всего два, а под датчики нужно три пина, надо взять Ардуино Леонардо или Искра Нео, где таких пинов — четыре штуки.

image

Переписав программу под прерывания и подключив Искру Нео вместо УНО, я повторил испытания.

Колесо наконец-то заработало чётко, без вибраций, шумов, отлично стало набирать обороты без рассинхронизации. Прототип оказался жизнеспособным. Но это ещё не полноценный контроллер, поскольку в нём не было обвязки с защитами и обеспечением качественного ШИМ-сигнала.

Прототип на базе микросхемы MC33035

Параллельно с разработкой контроллера на Ардуино я рассматривал альтернативные варианты логической части контроллера. И это привело меня к микросхеме MC33035. Это старая разработка от Motorola, сейчас её выпускает ON Semiconductor. Создана специально для мощных трёхфазных двигателей.

image

image

  • Отвечает за всю логическую часть контроллера
  • Считывает показания с датчиков Холла
  • Определяет положения вала
  • Выдаёт сигналы для затворов Н-моста на их драйверы
  • Имеет возможность подключения индикатора ошибок, перегрева
  • Обрабатывает и передает ШИМ-сигнал (PWM)
  • Осуществляет реверс (обратный ход колеса)

Одним словом, микросхема содержит всё необходимое для управления электродвигателем. Её стоимость очень низкая: на Алиэкспрессе — около 50 рублей. Для сборки полноценного контроллера на её основе потребуется микросхема MC33035, полумостовые драйверы и Н-мост из полевых транзисторов. Я также собрал контроллер на этой микросхеме. Работает отлично, стабильно, колесо крутится как надо на различных оборотах. Но функционал микросхемы ограничен, если необходимо наворотить различные функции, вывод на дисплей скорости, одометр, расход батареи, то опять же возникает необходимость дополнительно подключить Ардуино или что-то аналогичное.

Схема с MC33035

image

image

image

Главное преимущество контроллера на базе MC33035 — это простота в использовании. Просто покупаете микросхему, собираете Н-мост, спаиваете всё на плату с небольшой обвязкой — и контроллер готов. Если нужно просто запустить двигатель с ШИМ-сигналом и управлять им — оптимальный вариант.

Контроллер на базе Ардуино — вариант сложнее, понадобится писать логику, обеспечивать дополнительные защиты контроллера. Но для экспериментов, прототипов, дополнительного функционала, использования различных режимов работы двигателя — подходящий вариант. Поэтому я решил пока отложить MC33035 и продолжить работу с Ардуино.

Планы на будущее контроллера

Продолжая работу над контроллером, планирую сделать следующее:

  • IGBT-транзисторы для H-моста вместо полевых транзисторов.
  • Обвязку с защитами по току, перегреву и т. п.
  • Полноценный круиз-контроль с возможностью выставлять необходимую скорость движения.
  • Расходомер. Когда задаётся необходимое расстояние, а контроллер, исходя из этого значения и заряда аккумулятора, дозирует разряд аккумулятора на всём протяжении маршрута так, чтобы зарядки хватило.

Преимущества

Знатоки утверждают, что для изготовления модной и прочной конструкции достаточно немного смекалки, купить соответствующие детали – и верный электрический конь готов. Он обладает массой преимуществ:

  • на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
  • на него не требуются водительские права;
  • не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
  • он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
  • сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час. Вес всего устройства составит до 35 килограмм. Чтобы выполнить качественную и надежную модель из доступных материалов, стоит воспользоваться рекомендациями опытных мастеров.

Делаем колесный транспорт самостоятельно

С чего начинается сборка всей модели? Для начала стоит определиться с тем, как должен выглядеть результат и каких целей мы хотим достичь с помощью этого транспорта. Можно купить специальный набор для электровелосипеда – он значительно упрощает всю работу по сборке. Но самое главное, что необходимо – это собственно сам агрегат с утолщенной рамой, на который можно поставить электродвижок.

Найти необходимые детали и комплектующие можно на распродажах, в магазинах для изобретателей, на рынках с техническими товарами. Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать вполне по силам продвинутому школьнику.

Основные компоненты

Обычно требуется движок на 48 вольт, крепкий велосипед, который его выдержит, немного инструментов и креплений. А также терпение и находчивость, готовность к техническим испытаниям.

  • специальный контроллер с программируемым управлением;
  • кислотные батарейки для системы питания;
  • дисковый тормоз (2 шт.) роторного типа, механический;
  • мопедная цепь;
  • «звездочка» на 13 и на 66 зубьев;
  • переключатели;
  • предохранители;
  • крепления для мотора из нержавейки.

Далее выполняется модификация колесной вилки и тормозов. Электровелосипед своими руками за 30 минут начинают собирать с передней вилки. Затем надстраиваются двигатель, аккумулятор, резистор.

Некоторые умельцы предпочитают собрать складной велосипед, который за секунды может превратиться из обычного в грузовой или поместиться в багажнике. Разборный вариант удобен по множеству причин – уменьшенный размер колес, легкость перевозки в лифте. Суть модификации состоит в разрезании рамы, к которой в двух местах привариваются соединяющие узлы. Они фиксируются специальными болтами, винтами и барашковыми гайками. Процедура сборки и разборки агрегата в быту занимает менее 1-2 минут.

Выбор двигателя

Самодельный электровелосипед требует установления соответствующей технической надстройки, которая будет облегчать мускульные усилия. Основным элементом всей конструкции является двигатель. Его выбирают в соответствии с нужным напряжением и силой тока. При этом получаемая мощность должна быть в районе 400 ватт, тогда можно будет достигнуть скорости до 30 километров в час при наличии редуктора. Дальность поездки также может достигать 30 километров, в зависимости от мощности аккумулятора.

Перед выбором модели важно учитывать баланс между напряжением и емкостью аккумулятора и напряжением и емкостью движка. Например, при выборе двигателя на 500 ватт и 12 вольт нужен аккумулятор емкостью на 40 ампер в час. Допустимая емкость рассчитывается по закону Ома. При нормальном уровне разряда аккумулятор прослужит дольше и надежнее. Для экономии энергии лучше разгоняться мускульной силой, стоя на педалях – это позволит сберечь энергию на уровне коэффициента 1,2. Лучше потратить заряд на более сложные участки во время передвижения: на холмы и горки, грунтовую дорогу.

Настройка резистора

Электровелосипед трехколесный взрослый или двухколесный одинаково требует наличия ручек газа. Переменный вариант резистора помогает руководить сменой скоростей и количеством оборотов двигателя. Рассчитав мощность переменного тока, берут соответствующий прибор с нужным напряжением. На ручке тормоза устанавливают контакты для размыкания – их положение всегда замкнутое, пропускает по цепи электричество. Нажатие на контакты дает размыкание и замыкание цепи – двигатель останавливает или ускоряет работу.

Обычно стандартный набор для электровелосипеда содержит необходимые детали для сборки. Задача мастера – сделать так, чтобы двигатель останавливался при давлении на ручку тормоза. Для этого берут два алюминиевых кусочка. Один устанавливают на подвижные части тормозов, второй – на неподвижные. Подсоединение этого сочетания в разрыв цепи двигателя, который крепится на кронштейны путем сварки, дает функциональный электрический тормоз.

Разработка схемы

Чтобы собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, необходимо минимум умений, но обязательно знание некоторых законов физики. Например, закон Ома, сопротивление материалов или электропроводимость разных веществ. Составив простую схему в соответствии с классическими техническими требованиями, можно наглядно увидеть пробелы в конструкции, причины возможных неполадок или возможности для дальнейшей модификации.

Схема электровелосипеда включает в себя следующие элементы:

  • корпус велосипеда;
  • источник тока;
  • двигатель;
  • переменный резистор для введения в разрыв цепи;
  • батарею.

Разные схемы позволяют усовершенствовать изобретение и разогнать транспорт до более высоких скоростей при одном и том же аккумуляторе.

Выбираем контроллер

Главное отличие классического средства передвижения от электризованного – наличие специального регулирующего устройства. Это контроллер для электровелосипеда, который представляет собой коробку, манипулирующую тягой всего агрегата. Если в стране есть ограничение на скорость передвижения на велосипеде, этот прибор поможет установить лимит во время езды. Чаще всего это 25 километров в час.

Конструкция такого датчика не имеет в составе электрощеток. Но есть процессор, отслеживающий положение магнитов колесного обода. Контроллер позволяет оптимальным образом распределить нагрузку на колеса, сократить выделение тепла, а двигателю – нормализовать усилия по передвижению без рывков. Выработанные алгоритмы движения помогают двигаться равномерно и с одинаковой скоростью.

Правила эксплуатации

Сегодня можно своими глазами увидеть достаточно транспортных средств, собранных умельцами. На них выполняют горные восхождения, опасные трюки, покоряют ущелья. Но можно просто получать удовольствие от хорошей надежной машины, которая получила второе дыхание благодаря двигателю.

Важно соблюдать технологию изготовления электровелосипеда своими руками за 30 минут, но не менее внимательно нужно отнестись к рекомендациям по правильному использованию этого средства передвижения. Нельзя постоянно перенапрягать АКБ превышением установленной скорости в движке. Также велосипед не стоит ставить на солнце – аккумулятор может перегреться и потерять емкость на 80% от исходного объема. Особенно опасны температуры около 40-45 градусов в жарких странах.

Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать можно достаточно качественно. Он прослужит многие годы, если соблюдать меры безопасности и грамотно выполнять все рекомендации.

Итак, мы выяснили, как сделать самодельный складной электровелосипед. Как видите, в этом нет ничего сложного.

Схема контроллера электровелосипеда

Обычно контроллер представляет собой алюминиевую коробочку с пучком цветных проводов. Иногда контроллер устанавливается в специальный бокс для контроллера электровелосипеда для защиты от внешней среды и с эстетической точки зрения. Схема контроллера электровелосипеда обобщенно выглядит так: внутри контроллера находится его сердце – управляющий микроконтроллер, понижающие преобразователи на 12В и 5В для питания микроконтроллера и периферии (ручки газа, датчиков Холла в МК) и силовые элементы – транзисторы, конденсаторы, токоизмерительные шунты.

Самодельный контроллер для электровелосипеда

Подключение контроллера электровелосипеда

С подключением контроллера электровелосипеда обычно не возникает проблем, но если Вы делаете это в первый раз, то вас может отпугнуть обилие разноцветных проводов. Если Вы купили комплект контроллер + мотор-колесо, то их разъемы должны совпадать, если нет, то общий принцип такой: толстые черный» -» и красный» +» провода подключаются к батарее (не перепутайте полярность!); три толстых провода, обычно синий + зеленый + желтый подключаются к соответствующим фазным проводам трехфазного электродвигателя; пучок из 5 тонких проводков черный + красный + синий + зеленый + желтый (питание и сигналы датчиков Холла) подключаются к соответствующим проводам МК; одиночный тонкий красный провод – «зажигание», при замыкании этого провода на» +» батареи контроллер включается; три провода черный + красный + зеленый (иногда белый) это ручка газа; с остальными проводами четкой системы уже нет, они могут быть различных цветов. В момент подключения контроллера к батарее может возникнуть «искра», даже могут подгореть разъемы, не пугайтесь, это заряжаются входные конденсаторы контроллера. Избежать этого можно кратковременно соединив контроллер и батарею через резистор в несколько десятков Ом или используя автомобильную лампочку, после зарядки конденсаторов можно будет соединить их напрямую.

Типы контроллеров для электровелосипедов

По типу обратной связи с двигателем контроллеры подразделяются на: предназначенные для работы с датчиками Холла; предназначенные для работы без датчиков; универсальные, способные работать как с датчиками Холла, так и без.

Контроллеры различаются по форме выходного сигнала: одни создают сигналы прямоугольной формы (так называемый меандр, такие контроллеры обычно дешевле),

Самодельный контроллер для электровелосипеда

другие могут создавать чистую синусоиду. Существует и промежуточный вариант «модифицированная синусоида», можно сказать сглаженный меандр, но такие контроллеры не пользуются популярностью.

При использовании меандровых контроллеров Вы получите немного большую скорость вращения, чем при использовании синусных, но за это придется расплачиваться повышенным шумом двигателя, возникающем из-за микровибрации обмоток двигателя под действием сигнала такой формы. При использовании синусного контроллера Вы будете наслаждаться тишиной, но немного потеряете в максимальной скорости при таком же напряжении батареи.

Контроллеры могут по-разному реагировать на сигналы ручки газа, в одних вы управляете скоростью, в других мощностью, или даже крутящим моментом.

Как выбрать контроллер для электровелосипеда?

На контроллере, как правило, имеется маркировка с основными его параметрами: номинальное рабочее напряжение, максимальный батарейный ток, иногда указывается номинальная мощность электродвигателя для которого этот контроллер предназначен. Например, если на контроллере имеется вот такая маркировка,

Самодельный контроллер для электровелосипеда

то это означает, что этот контроллер для бесщеточного электродвигателя номинальной мощностью 350Вт, предназначен для подключения к батарее номинальным напряжением 36В (максимальное напряжение около 44В); минимальное напряжение батареи, при котором контроллер отключится 31,5В; максимальный батарейный ток 25А. Датчики Холла должны быть расположены в электродвигателе через 60, либо 120 электрических градусов. Чтобы определить мощность контроллера нужно умножить максимальное напряжение на максимальную силу тока, в результате получим максимальную мощность контроллера, т.е. 44В*25А=1100Вт. Разброс по мощности контроллеров очень широк, для электровелосипедов обычно применяются контроллеры номинальной мощностью от 350-2кВт, для электроскутеров 1-4кВт, электромотоциклов 5-10кВт, электромобилей 10-50кВт и более.

Контроллер, предназначенный для работы с 36В батареей нельзя подключать к более высоковольтным батареям, сначала нужно вскрыть контроллер и убедиться, что установленные внутри силовые транзисторы и конденсаторы рассчитаны на такое напряжение, также может потребоваться замена резистора в делителе напряжения. Так что без опыта работы с паяльником лучше не экспериментировать. Существуют универсальные контроллеры с широким диапазоном входного напряжения, например 48-72В, или даже 24-100В.

Программируемые контроллеры и их функции

Все большую популярность набирают программируемые контроллеры, они соединяются с компьютером при помощи кабеля или со смартфоном/планшетом при помощи Bluetooth и, в зависимости от модели, позволяют изменять различные параметры: от величины батарейного и фазного токов до углов опережения фаз и ослабления поля.

При выборе контроллера стоит обратить внимание на наличие дополнительных функций: функция заднего хода, рекуперация, отдельный выход для питания фары и стоп-сигнала, наличие режимов выбора скорости / мощности, круиз-контроль и т.д.

Как купить подходящий контроллер для электровелосипеда или электроскутера?

Выбор контроллеров в настоящее время позволяет не бросаться на первые обнаруженные модели в интернете, а выбрать действительно именно то, что нужно. В отличие от обычных интернет-магазинов, предлагающих контроллеры есть продвинутые мастерские, позволяющие дополнительно вывести провода из контроллера под необходимые вам функции. Большинство печатных плат контроллеров имеют максимальный функционал, но изначально при поставке он выводится не весь. Допустим, может быть отключена рекуперация или не выведен задний ход или круиз-контроль. Эти и многие другие функции можно вывести сразу при покупке контроллера по приемлемой цене. В дополнение можно сказать, что существуют различные ценовые линейки контроллеров. В Москве представлены контроллеры, начиная от контроллеров для внутреннего Китайского рынка выполненные по схеме дешево и сердито, предназначенные для того чтобы ехать, они как в основном двух режимные, способные работать как с датчиками Холла, так и без них. Далее идут экспорные китайские контроллеры с подключаемыми дисплеями и беспроводным управлением и немецкие и американские контроллеры, представляющие линейку дорогих контроллеров электровелосипедов.

Самодельный контроллер для электровелосипеда

Допиливаем контроллер для электро велосипеда, добавляем из воздуха 3 новых функции, и ускоряемся. И так Почитав сайты полазив на форумах коротко понял одну главную вещь. Не вдаваясь в подробности, но у всех контроллеров могут быть скрытые функции которых изначально нет. Повозившись и убив около 28 часов со своим контроллером в режиме нон стоп, нашел все то что мне нужно было, и даже больше того. Еще короче, информации по данному контроллеру нет нигде!

Если кто-то столкнулся с такой же проблемой и у него есть такой же контроллер данная информация представленная в теме и в самом ролике сведет на нет ваше мучение и добавив только положительных эмоций поможет вам без труда про абгрейдить его, как это сделал я.

И так мой контроллер :

Brushless DC Motor Controllers

Рассчитан на напряжение: 36В, может спокойно работать с минимальными изменениями измерителя напряжения АКБ на 48 Вольтах, в пике до 62В с заменой электролитов пик составляет 72 В. Лично меня внештатный разгон по питанию сильно не интересует, так как у этого метода больше минусов чем плюсов!

Выходная мощность номинал/пиково : 800 Ватт/1600 Ватт

Напряжение: 1.1 -4.2В.

Данный контроллер изначально имеет 3 скорости

1 скорость 25 км/ч

2 скорость 35 км/ч

3 скорость 45 км/ч

На скорость влияет диаметр колес, и нагрузка на мотор, в виде того же веса рамы и пилота.

Скорость выбирается относительно земли(минус) К1 — первая скорость, К2 — третья скорость, и если К1 или К2 не подключены на землю, автоматом выбирается вторая скорость. Можно вывести на руль и при правильной не сложной разводке переключать скорости во время движения, Выбор правильной мах скорости способствует меньшей пиковоемой мощности.

Памятка : При любом разгоне или увеличении скорости возрастает ток потребления мотора что приводит к уменьшению дистанции пробега, отсюда выражение тише едешь дальше будешь, как нельзя кстати подходит для этих режимов. Как мне кажется самый идеальный вариант вывести скорости на руль и переключатся уже по ходу движения. Разрешается пользоваться данным режимом не отключая контроллер!

Режим рекуперации: Здесь идет обозначение буквой Х — на самом деле это не буква икс, а символ пере подключения колеса в роль генератора и обратно. Многие ошибочно полагают что это буква.

Данный режим должен подключатся кнопкой при нажатии ручки тормоза. Активация режима производится от точки Х через кнопку тормоза относительно минуса(земли). При этом если тормоз подключен к точкам SL или SH, провод нужно перенести с этих точек, и подключится к точке Х, смотри в видео.

Памятка: В активном режиме перевода колеса из мотора в генератор возврат энергии полностью зависит от оборотов мотор колеса. и может составлять от 80 до 100% в идеальных условиях. Если аккумуляторы сели то скатившись с горки при слегка нажатом тормозе чтобы не задействовав механическую систему торможения, а активировался режим рекуперации по кнопке в ручке тормоза. то при идеальных условиях и хорошем уклоне и разогнавшись до 20-25км/ч примерно на 100 метров мы можем сгенирировать энергии, чтобы проехать около 10 метров. Данные примерные! Расстояние может быть и немного большим.

Режимы SL, SH— это торможение с частичными рекуперативными свойствами мотора. Рекуперация в этих режимах от 5 до 20% относительно мах 100 %. Разницы при движении между этими режимами взрослому человеку почти не будут заметны. Отсюда на мой взгляд это без полезные режимы. А сильная нагрузка на колодки и нужное усилие чтобы остановить такую мощность только скажутся на их сильном износе, за короткое время.

Режим Q — круиз контроль, очень полезная функция включается через 5-10 сек после того как скорость становится стабильной. Руки в таком режиме особенно после пробок вам только скажут спасибо. В данном режиме контроллер сам подбирает оптимальные значения мотора что может положительно сказаться на движении даже в маленькие горки, при этом скорость может не меняется, так как контроллер сам думает за вас. Отключается режим либо тормозом, достаточно короткого нажатия чтобы сработала кнопка. Либо же выключается ручкой акселератора.

Режим Пассивной безопасности А3 — подключение относительно земли(минуса) может включатся скрытым тумблером, активируя дополнительный режим блокировки мотора, который не только не даст укатить велосипед но и будет сопротивлятся. К сожалению рук мало показать полностью в видео данный режим не получилось. Можно попробовать подключить данный режим к сигнализации и управлять им с пульта дистанционно.

Большая часть данной информации была добыта мной как всегда опытным путем.

Ну и картинка с основными точками ниже :

Снимок1

Ну и наверно хватит мне вас грузить остальное вы увидите в видео, надеюсь данный опыт кому-то поможет!

К сожалению сильно растягивать видео не стал, но скажу что я провел полную промывку платы, и покрытие с заливкой ее желтым лаком в три слоя каждой стороны, чтобы убрать проблему конденсата так как контроллер установлен под колесом!

С другой стороны механизм регулировки мощности вообще не требует вращения педалей. Прямо как на мотоцикле, чтобы контролировать мощность и скорость — необходимо повернуть и удерживать дроссель. Вы можете параллельно вращать педали, но это не обязательно.

Одни электровелосипеды управляются только с помощью вращения педалей, другие снабжены механизмом регулировки мощности, а у некоторых имеется оба механизма. Как правило, велосипеды с помощью в педалировании имеют множество настроек мощности, из которых можно выбрать подходящие под условия поездки, а электрические велосипеды с обеими механизмами регулировки имеют ограниченные настройки помощи в педалировании. На этих велосипедах полный контроль обеспечивается механизмом регулировки мощности (когда это необходимо), а помощь в педалировании имеет второстепенное значение — на ровной местности.

Существуют две разные конфигурации установки мотор-колеса— спереди или сзади.
Установленное спереди мотор-колесо. Установленные спереди втулочные моторы можно обнаружить на готовых или переоборудованных велосипедах. Если вы переоборудуете стандартный велосипед, то самым простым решением будет установка мотора спереди, так как в этом случае не возникнет проблем с переключателем скоростей или цепью. А так как большинство конверсионных наборов для электровелосипедов включают батареи, устанавливающиеся на багажник, то использование втулочного мотора спереди уравновешивает вес велосипеда и улучшает управляемость.

Так как существует небольшой риск разрушения передней вилки электродвигателем, то настоятельно рекомендуется использовать втулочный мотор на переднем колесе только со стальной вилкой. Для готовых велосипедов это не составляет проблемы, так как обычно моторы комбинируеются со стальными вилками и они не такие мощные.

Втулочные моторы, установленные на заднее колесо, распространены преимущественно на готовых велосипедах, так как на заводе установить мотор сзади не составляет труда. А вот переоборудовать велосипед с задним мотором-колесом немного сложнее, чем в случае с передним втулочным мотором, так как появляются проблемы с цепью, трансмиссией и переключателем передач. Плюс вы можете быть ограничены с 6- или 7-скоростной трещоткой. Но мотор на заднем колесе обеспечивает больший крутящий момент и не так заметен, как на переднем колесе. .

Аккумулятор это самый важный фактор, влияющий на общую стоимость электровелосипеда. Существует несколько различных типов батарей, поставляющихся в разных формах и размерах. Как правило готовые электровелосипеды оборудуются герметичными свинцово-кислотными и литий-ионными аккумуляторами. Но в конверсионных наборах для электровелосипедов используются и некоторые другие типы аккумуляторов. Три основных типа аккумуляторов и их подтипов, про которые необходимо знать во время выбора электрического велосипеда:

Герметизированные свинцово-кислотные (SLA) — самые доступные по цене аккумуляторы, но у них самый низки срок эксплуатации и они самые тяжёлые. Такие аккумуляторы хорошо подойдут для новичков или велосипедистов, ограниченных финансовыми возможностями. Если вы решили купить конверсионный набор для электровелосипеда, то вы можете сначала установить герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, а позже заменить их на более дорогие. Приблизительно на каждые 12 В напряжения вес аккумулятора увеличивается на 3,2 — 3,6 кг (x2 для 24 В, x3 для 36 В, x4 для 48 В). Свинцово-кислотные аккумуляторы довольно тяжёлые. Они рассчитаны на 300 — 500 зарядов (1 — 2 года эксплуатации). Данные батареи являются очень чувствительны к процессу зарядки и могут повредиться, если их разрядить более, чем на 75%. Кроме этого, к концу эксплуатационного периода у них существенно уменьшается мощность.

Аккумулятор.

Литиевый аккумулятор покупался отдельно от комплекта, рассчитан на 1500 циклов заряд-разряд (до начала снижения мощности) с зарядным устройством.

В продаже есть батареи мощностью 250, 380, 500, 1000 Вт и более. Для электровелосипеда желательно брать не менее 380 Вт, если взять по мощнее, то велосипед будет лучше тянуть на подъёмах и скорость увеличится. С 1000 ватной батареей скорость будет 45 — 50 км/ч.

Этот аккумулятор весит 8 кг и рассчитан на 10 А, его заряда хватит на 25 км, если взять на 20А, то пробег на одном заряде будет 45 – 50 км, но вес такой батареи 16 кг, что довольно много.

Батарея вместе с зарядным устройством помещается в сумку чехол на багажнике.

Двигатель.

Электродвигатель уже встроен в ступицу велосипедного колеса, продаётся в комплекте с колесом. Колесо нужно выбирать по размерам под велосипед, чаще всего это 26 размер.

При монтаже колеса, кабель должен выходить из ступицы с левой стороны, тогда колесо будет вращаться вперёд.

Во время монтажа колесо крутить не стоит, при вращении электродвигатель вырабатывает электричество и между силовым кабелем и проводами датчиков может проскочить искра, что сразу выведет датчик из строя.

При монтаже колеса пришлось немного подточить посадочное место на вилке велосипеда.

Контроллер.

Контроллер регулирует обороты электродвигателя, принимает сигнал от ручки газа, защищает двигатель от перегрузок. Устройство имеет небольшой алюминиевый корпус, его можно закрепить на нижней балке рамы.

Интересная особенность, в некоторых странах действует ограничение скорости для электровелосипедов 25 км/ч и в контроллере может быть блокировка, ограничитель скорости, по сути это провод, который нужно просто разомкнуть.

Управление.

Были заменены рукоятки тормозов, в рукоятке есть кнопка отключения электродвигателя при торможении. С левой стороны руля поставил рукоятку газа.

Вместо рукоятки газа можно установить датчик на педали, он срабатывает, когда вы начинаете крутить педали, по сути с этим датчиком мотор только помогает при вращении педалей, поэтому в нём надобности нет.

Также нужно установить фару, в ней находится замок зажигания, индикатор заряда батареи и сигнал.

В результате переоборудования получилось вполне приличное транспортное средство для поездок на работу, права и страховка не нужны, платить за бензин не нужно, поставить можно даже в квартире.

Для сравнения рекомендую посмотреть видео с обзором такого же электровелосипеда, но с приводом на заднее колесо и мощностью на 1000 Ватт.

Популярность такого компактного, легкого и безопасного вида транспорта, как складной электровелосипед, растет из года в год. Как сделать такую конструкцию своими руками, чтобы сэкономить на покупке?

Преимущества

Знатоки утверждают, что для изготовления модной и прочной конструкции достаточно немного смекалки, купить соответствующие детали – и верный электрический конь готов. Он обладает массой преимуществ:

  • на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
  • на него не требуются водительские права;
  • не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
  • он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
  • сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедВес всего устройства составит до 35 килограмм. Чтобы выполнить качественную и надежную модель из доступных материалов, стоит воспользоваться рекомендациями опытных мастеров.

Делаем колесный транспорт самостоятельно

С чего начинается сборка всей модели? Для начала стоит определиться с тем, как должен выглядеть результат и каких целей мы хотим достичь с помощью этого транспорта. Можно купить специальный набор для электровелосипеда – он значительно упрощает всю работу по сборке. Но самое главное, что необходимо – это собственно сам агрегат с утолщенной рамой, на который можно поставить электродвижок.

Найти необходимые детали и комплектующие можно на распродажах, в магазинах для изобретателей, на рынках с техническими товарами. Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать вполне по силам продвинутому школьнику.

Основные компоненты

Обычно требуется движок на 48 вольт, крепкий велосипед, который его выдержит, немного инструментов и креплений. А также терпение и находчивость, готовность к техническим испытаниям.

  • специальный контроллер с программируемым управлением;
  • кислотные батарейки для системы питания;
  • дисковый тормоз (2 шт.) роторного типа, механический;
  • мопедная цепь;
  • «звездочка» на 13 и на 66 зубьев;
  • переключатели;
  • предохранители;
  • крепления для мотора из нержавейки.

Далее выполняется модификация колесной вилки и тормозов. Электровелосипед своими руками за 30 минут начинают собирать с передней вилки. Затем надстраиваются двигатель, аккумулятор, резистор.

Некоторые умельцы предпочитают собрать складной велосипед, который за секунды может превратиться из обычного в грузовой или поместиться в багажнике. Разборный вариант удобен по множеству причин – уменьшенный размер колес, легкость перевозки в лифте. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедСуть модификации состоит в разрезании рамы, к которой в двух местах привариваются соединяющие узлы. Они фиксируются специальными болтами, винтами и барашковыми гайками. Процедура сборки и разборки агрегата в быту занимает менее 1-2 минут.

Выбор двигателя

Самодельный электровелосипед требует установления соответствующей технической надстройки, которая будет облегчать мускульные усилия. Основным элементом всей конструкции является двигатель. Его выбирают в соответствии с нужным напряжением и силой тока. При этом получаемая мощность должна быть в районе 400 ватт, тогда можно будет достигнуть скорости до 30 километров в час при наличии редуктора. Дальность поездки также может достигать 30 километров, в зависимости от мощности аккумулятора.

Перед выбором модели важно учитывать баланс между напряжением и емкостью аккумулятора и напряжением и емкостью движка. Например, при выборе двигателя на 500 ватт и 12 вольт нужен аккумулятор емкостью на 40 ампер в час. Допустимая емкость рассчитывается по закону Ома. При нормальном уровне разряда аккумулятор прослужит дольше и надежнее. Для экономии энергии лучше разгоняться мускульной силой, стоя на педалях – это позволит сберечь энергию на уровне коэффициента 1,2. Лучше потратить заряд на более сложные участки во время передвижения: на холмы и горки, грунтовую дорогу.

Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипед

Настройка резистора

Электровелосипед трехколесный взрослый или двухколесный одинаково требует наличия ручек газа. Переменный вариант резистора помогает руководить сменой скоростей и количеством оборотов двигателя. Рассчитав мощность переменного тока, берут соответствующий прибор с нужным напряжением. На ручке тормоза устанавливают контакты для размыкания – их положение всегда замкнутое, пропускает по цепи электричество. Нажатие на контакты дает размыкание и замыкание цепи – двигатель останавливает или ускоряет работу.

Обычно стандартный набор для электровелосипеда содержит необходимые детали для сборки. Задача мастера – сделать так, чтобы двигатель останавливался при давлении на ручку тормоза. Для этого берут два алюминиевых кусочка. Один устанавливают на подвижные части тормозов, второй – на неподвижные. Подсоединение этого сочетания в разрыв цепи двигателя, который крепится на кронштейны путем сварки, дает функциональный электрический тормоз.

Разработка схемы

Чтобы собрать электровелосипед своими руками за 30 минут, необходимо минимум умений, но обязательно знание некоторых законов физики. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедНапример, закон Ома, сопротивление материалов или электропроводимость разных веществ. Составив простую схему в соответствии с классическими техническими требованиями, можно наглядно увидеть пробелы в конструкции, причины возможных неполадок или возможности для дальнейшей модификации.

Схема электровелосипеда включает в себя следующие элементы:

  • корпус велосипеда;
  • источник тока;
  • двигатель;
  • переменный резистор для введения в разрыв цепи;
  • батарею.

Разные схемы позволяют усовершенствовать изобретение и разогнать транспорт до более высоких скоростей при одном и том же аккумуляторе.

Выбираем контроллер

Главное отличие классического средства передвижения от электризованного – наличие специального регулирующего устройства. Это контроллер для электровелосипеда, который представляет собой коробку, манипулирующую тягой всего агрегата. Если в стране есть ограничение на скорость передвижения на велосипеде, этот прибор поможет установить лимит во время езды. Чаще всего это 25 километров в час.

Конструкция такого датчика не имеет в составе электрощеток. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедНо есть процессор, отслеживающий положение магнитов колесного обода. Контроллер позволяет оптимальным образом распределить нагрузку на колеса, сократить выделение тепла, а двигателю – нормализовать усилия по передвижению без рывков. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедВыработанные алгоритмы движения помогают двигаться равномерно и с одинаковой скоростью.

Правила эксплуатации

Сегодня можно своими глазами увидеть достаточно транспортных средств, собранных умельцами. На них выполняют горные восхождения, опасные трюки, покоряют ущелья. Но можно просто получать удовольствие от хорошей надежной машины, которая получила второе дыхание благодаря двигателю.

Важно соблюдать технологию изготовления электровелосипеда своими руками за 30 минут, но не менее внимательно нужно отнестись к рекомендациям по правильному использованию этого средства передвижения. Электровелосипед своими руками за 30 минут. Самодельный электровелосипедНельзя постоянно перенапрягать АКБ превышением установленной скорости в движке. Также велосипед не стоит ставить на солнце – аккумулятор может перегреться и потерять емкость на 80% от исходного объема. Особенно опасны температуры около 40-45 градусов в жарких странах.

Электровелосипед своими руками за 30 минут собрать можно достаточно качественно. Он прослужит многие годы, если соблюдать меры безопасности и грамотно выполнять все рекомендации.

Итак, мы выяснили, как сделать самодельный складной электровелосипед. Как видите, в этом нет ничего сложного.

Как увеличить скорость электровелосипеда?

Увеличить мощность электровелосипеда – цель, которую часто ставят перед собой, как опытные велосипедисты, так и новички. Один из самых распространенных вопросов: реально ли поставить на электротранспорт контроллер помощнее. В нашей статье попробуем разобраться в ключевых технических аспектах, поищем ответы, а также затронем другие важные моменты.

Есть ли риски: почему лучше довериться профессионалам

Люди, понимающие суть работы электрических велосипедов, могут попытаться провести эксперимент самостоятельно. Однако, нужно правильно осуществить весь алгоритм, и только тогда ожидать положительного результата. Просто посмотреть видео на Ютуб не достаточно.

Какие существуют риски:

Электрический велосипед фото

  • На мотор-колесе указывают мощность, которую не рекомендовано превышать. В противном случае может случиться перегрев всего механизма. Это правило актуально для любого портативного электротранспорта: электросамоката, велосипеда. Работа двигателя на максимальных оборотах допустима, но только ограниченное количество времени.
  • Нельзя превышать нагрузки на электрический мотор – это всегда прописывается в инструкции к эксплуатации техники. С помощью амперметра определяется номинальная мощность электрического мотора.
  • Мотор-колеса все производители рекомендуют эксплуатировать только с подходящими контроллерами. Это значит, что их мощность не превысит нагрузки, безопасной для конкретного типа электрического двигателя.

Если и возникает необходимость усилить потенциал транспортного средства, многие владельцы пытаются сделать это по максимуму. Перед тем, как увеличить мощность мотор колеса электровелосипеда, задумайтесь о возможных негативных последствиях, особенно если в интенсивно эксплуатируете транспорт в жаркое время. Перегрев обмоток, оплавление изоляции и даже межвитковые замыкания – привычные явления при езде в теплую погоду с контроллером, мощность которого превышает лимит электрического мотора.

Как увеличить скорость электровелосипеда на 500 ватт: реальные возможности

Некоторые модели портативной электротехники способны развить скорость до 55 — 60 км/час. Они имеют специальный ограничитель, не позволяющий им разогнаться до определенного лимита. Как правило, он вмонтирован в электронику. Чтобы избавиться от ограничителя, важно иметь познания в радиоделе. Эксперты советуют, лучше снимать ограничитель скорости: из-за этого могут возникнуть проблемы с электромотором, пострадает емкость аккумулятора, какой бы солидной изначально она не была.

Современный электровелосипед Elbike Phantom фото

Позиция производителей в этом вопросе неоднозначная. Одни придерживаются мнения, приведенного выше, другие же наоборот – не видят в этом ничего плохого, и легко относятся к тому, что потребители модернизируют технику.

Если же вы твердо решили повысить показатель скорости на велосипеде, попробуйте сделать следующие манипуляции:

  1. Изучите мощность электрического мотора. Если в комплектацию ТС входит стандартный мотор-колесо на 250 ВТ, то сделать транспорт мощнее не получится. 25 км/ч – это допустимый максимум для таких двигателей. Если стоит более мощный электродвигатель, то можно экспериментировать дальше.
  2. Изучите мотор-колесо. Цель: найти спецификацию на двигатель. Там же скрывается информация об ограничители скорости. Иногда, достаточно отсоединить всего один провод внутри мотор-колеса. Если же легкий путь оказался вам не доступен, переходите к следующему этапу.
  3. Работайте с контроллером. Ограничитель скорости по внешнему виду напоминает небольшой резистор. Деталь следует выпаять. В редких случаях, придется менять и другие детали контроллера, влияющие на пробег ТС или емкость АКБ.

Актуальные решения и нюансы, которые нужно учесть

Если очень хочется, то можно установить сразу два мотор-колеса на агрегат – впереди и сзади.- сделав его полноценным полноприводным транспортным средством. При этом можно повысить рабочий потенциал техники до стабильных 60 км/час и даже немного больше. Учтите, что расход энергии также повыситься.

Сохранить приемлемый запас хода на высокой скорости тоже реально. Решение только одно: использовать литий-ионный аккумулятор высокой мощности (ориентировочно на 20 – 30 ампер часов). Однако и тут есть свой минус: цена на батарею будет очень высокой.

Обратите внимание, что даже небольшое количество лишнего оборудования создает лишний вес. В связи с этим на велосипеде не размещают ничего лишнего. Всех элементов должно быть по минимуму.

Электровелосипед

Электровелосипед совсем не так давно стал завоевывать все бОльшую популярность, как очень удобное, экономное, безопасное и главное не причиняющее вред для экологии средство передвижения, особенно в мегаполисах, где пробки на дорогах – это беда номер один.

В этой статье мы подробно разберем, из чего же состоит электровелосипед и как его можно собрать своими силами.

Что такое электровелосипед?

Электровелосипед представляет из себя велосипед, у которого на одном, или реже на двух колесах вмонтирован электродвигатель, который дает крутящий момент и приводит в движение велосипед без физического вмешательства человека.

На заднеприводом велосипеде мотор-колесо устанавливается сзади:

заднеприводный электровелосипед

На переднеприводном – спереди:

Электровелосипед

Для полного бездорожья можно увидеть полноприводные электровелосипеды, где мотор-колеса находятся и спереди и сзади. В основном это фэтбайки.

Электровелосипед

Еще реже можно также увидеть электровелосипеды, где электродвигатель монтируется в каретку велосипеда. Кареточные моторы менее надежны, дорогие, требуют более дорогой ремонт по сравнению с мотор-колесами, очень быстро изнашивают цепь и звезды. Поэтому, мы не будет их рассматривать в нашей статье.

Электровелосипед

Но существует также совсем бюджетный вариант – это щеточный двигатель постоянного тока. Такой комплект обойдется вам раза в 3-4 дешевле, чем комплект с мотор-колесом. Такой комплект включает в себя двигатель постоянного тока, контроллер, ручку газа, кронштейн, цепь и звезду. Отдельно придется только собирать либо покупать аккумуляторную батарею. Более подробно с таким комплектом можно ознакомиться здесь.

Электровелосипед

Но опять же могут возникнуть некоторые трудности при установке, поэтому, чаще всего придется “колхозить”. Но, говорят, что такой комплект нисколько не уступает мотор-колесам.

Электровелосипед

Электровелосипед

Не стоит забывать, что двигатель постоянного тока периодически требует замены щеток, так как коллектор двигателя со временем их стачивает:

Электровелосипед

Электровелосипед

Какой электровелосипед лучше: заднеприводный или переднеприводный?

Скажу сразу: однозначного ответа нет. Здесь все зависит от самого владельца такого велосипеда.

Хочется попроще и подешевле? Тогда переднеприводный. Такой велосипед идеально подойдет для того, чтобы покататься по городским тротуарам, где гуляют толпы людей. Если также еще и крутить педали, то ваш байк становится на время полноприводным, что даст небольшой выигрыш при езде в грязь и снег. Для переднего привода лучше всего подойдут двигатели не более 350 Ватт. Более мощные могут сломать вашу вилку, так как она не предназначена для подобного рода нагрузок.

Резкое трогание или езда с более мощным мотор-колесом на передней вилке может привести к ее поломке.

Электровелосипед

Для усиления вилки при более мощном двигателе ставят специальные усилители дропаутов, которые можно сделать самому, либо заказать на Алиэкспресс.

Электровелосипед

Электровелосипед

Электровелосипед

Но лучше для профилактики всегда ставить усилители дропаутов, независимо от мощности мотор-колеса даже на заднюю ось.

Электровелосипед

Если в вашем кошельке достаточно денег, то лучше всего взять заднеприводное мотор-колесо. Заднеприводный электровелосипед позволяет менять скорости, как на простом велосипеде, поэтому, можно подобрать подходящую скорость и не дать выйти двигателю за пределы рабочего режима, тем самым не перегружая его.

Электровелосипед

Мощные мотор-колеса от 500 Вт и более лучше все-таки ставить на задний привод. На передний привод желательно 250 Вт и 350 Вт. По моим наблюдениям, двигатель на 250 Вт слишком слабоват, чтобы полноценно кататься на электровелосипеде без педалей. Берите от 350 Вт и выше.

Мотор-колесо

В основном выделяют два типа мотор-колес:

  • Редукторные мотор-колеса
  • Мотор-колеса с прямым приводом

Редукторные мотор-колеса

Редукторные мотор-колеса представляют из себя вентильные двигатели. Что представляет из себя вентильный двигатель? Вентильный двигатель – это подвид двигателя постоянного тока, но у него нет щеточно-коллекторного узла. То есть там нечему изнашиваться, кроме подшипников. В таких вентильных двигателях положение ротора определяется с помощью датчиков Холла.

Электровелосипед

Давайте рассмотрим, из чего состоит мотор-колесо редукторного типа.

Как и в любом двигателе, здесь мы можем увидеть ротор и статор. Статор нашего двигателя состоит из сильных неодимовых магнитов, а ротор из медной обмотки.

Электровелосипед

С другой стороны такого двигателя можно увидеть редукторный механизм, состоящий из трех шестеренок, которые сделаны из твердого пластика

Электровелосипед

Они вставляются в корзинку двигателя и сцепляются с ней при езде.

Электровелосипед

Электровелосипед

Очень часто можно услышать, что пластиковые шестеренки производители ставят специально, чтобы ваш двигатель как можно быстрее сломался, и вы побежали покупать новый. Все это голимый бред. Пластиковые шестеренки при езде очень слабо шумят, в отличие от железных, и их вес намного меньше. Если не рвать с места и не кататься как угорелый, то таких пластиковых шестеренок хватает на 9 000-10 000 км пробега. Стоит весь комплект таких шестеренок в сборе около 1000 рублей на момент написания статьи.

Плюсы редукторных мотор-колес

свободный накат (газанули и едем по инерции)

велосипеды с такими мотор-колесами очень комфортны для езды по густонаселенному городу

Минусы редукторных мотор-колес

износ пластиковых шестеренок

максимальная скорость не боле 40 км/ч

Мотор-колеса с прямым приводом

Такие мотор-колеса можно сразу узнать по большим габаритам двигателя в ободе колеса. Их движки намного меньше в ширину, чем двигатели редукторных мотор-колес, но в диаметре они раза в два, а то и в три больше. Все зависит от мощности.

Электровелосипед

Самое главное отличие от их собратьев – это то, что они не имеют редуктора, состоящего из шестеренок и корзины. Крутящий момент передается сразу напрямую.

Электровелосипед

Статор, как и в редукторном мотор-колесе, состоит из неодимовых магнитов, а ротор из медной обмотки.

Плюсы мотор-колес с прямым приводом

надежность, так как не имеют пластиковых шестеренок

можно выжать хорошую мощность

мотор-колеса такого типа скоростные, так как крутящий момент передается напрямую

проще в обслуживании

Минусы мотор-колес с прямым приводом

стоят дороже, чем редукторные двигатели

плохо тащат на малых скоростях и в горку, так как имеют слабый момент на низких скоростях

имеют большие габариты, в отличие от своих собратьев

имеют бОльший вес

требуют бОльшее напряжение и мощный контроллер

Виды двигателей для мотор-колес

Двигатели для мотор колес различают трех видов:

  • переднее мотор-колесо (front-motor)
  • заднее мотор колесо под трещотку (rear-thered motor)
  • заднее мотор-колесо под кассету (rear-cassette)
Переднее мотор-колесо

Самое простое в установке – это мотор колесо на переднюю вилку велосипеда. Купил – поставил – забыл.

Электровелосипед

Его ширина 10 см. Такой двигатель подходит почти под все передние вилки велосипедов. Но перед покупкой все равно измерьте расстояние между дропаутами своего велосипеда.

Двигатель под трещотку

Двигатель под трещетку устанавливается на заднее колесо велосипеда.

Отличительная особенность таких двигателей – это резьба на одной из сторон двигателя

Электровелосипед

То есть по сути ширина такого двигателя заменяет втулку под трещотку на вашем велосипеде, где также можно увидеть резьбу:

Электровелосипед

Двигатель под кассету

Если на вашем велосипеде на задней оси стоит втулка под кассету

Электровелосипед

то вам надо также покупать двигатель под кассету, чтобы уже не покупать новый блок звезд.

Электровелосипед

Для того, чтобы быстро узнать, какой двигатель вам требуется, чтобы не покупать новый блок звезд, вот ссылочка на хорошую статью.

Что по брендам?

В настоящее время почти все мотор-колеса производятся в Китае. Судя по отзывам в интернете, очень ценятся двигатели фирмы Bafang

Электровелосипед

На второе место я бы поставил двигатели MXUS

Электровелосипед

Эти два бренда чуть дороже, чем их собратья. Хотя, двигатели других китайских производителей тоже очень качественные и надежные. Переплачивать или нет, решать вам.

Контроллер и периферия

Контроллер

Контроллер выполняет функцию управления мотор-колесом. То есть, грубо говоря, это мозг электровелосипеда. Самый простой контроллер выглядит вот так:

контроллер для электровелосипеда

Как вы видите, он имеет множество проводов. “Почему их так много?” – спросите вы. Да все потому, что контроллеру надо отслеживать разные сигналы и подавать питание на мотор-колесо согласно тому, какой режим езды используется в данный момент.

Тормозные ручки

К контроллеру цепляются провода с тормозных ручек, чтобы можно было отключать питание на мотор-колесо при торможении.

тормозные ручки для электровелосипеда

Ручка газа

Как же регулировать скорость вращения двигателя мотор-колеса? Для этого используется ручка газа. Она может быть в виде простого рычажка, где сильное нажатие на рычажок вызывает более быстрое вращение мотор-колеса

рычажковая ручка газа

Либо уже более продвинутый вариант, в виде мотоциклетной ручки газа

ручка газа для электровелосипеда

Второй вариант, конечно, предпочтительнее.

Если нет желания тратиться на полноценный дисплей (о нем ниже), то комбинированный вариант с замком зажигания и индикатором разряда батареи будет для вас лучшим решением

ручка газа с индикатором разряда батареи

ручка газа с дисплеем

Дисплей для электровелосипеда

Дисплей состояния электровелосипеда в зависимости от модели может показывать текущую скорость, пробег, время, заряд батареи, переключать различные режимы и так далее. Некоторые имеют функцию круиз-контроля и даже могут подключаться через блютус в смартфону. Выглядят они всяко разно и также цепляются к контроллеру через соответствующий разъем.

Самые простые и дешевые выглядят примерно вот так:

дешевый дисплей для электровелосипеда

Чуть подороже уже имеют черно-белый жидкокристаллический дисплей

дисплей на электровелосипед

дисплей на электровелосипед

Ну а самые крутые модели уже имеют полноценный цветной ЖК-дисплей и даже блютус для контроля состояния вашего велосипеда через смартфон.

цветной дисплей для электровелосипеда

велокомпьютер

Электровелосипед

PAS-датчик

Также к контроллеру цепляется еще и система PAS, которая с английского расшифровывается как Pedal Assistent System. Если дословно, то получается “система ассистирования педалями”. Она вставляется в переднюю каретку велосипеда. С помощью этого режима можно ездить на педалях, но вам также будет помогать и двигатель, который будет как-бы подталкивать ваше вращение педалями. То есть это своего рода экзоскелет, который добавляет мощность в ваши движения. Поэтому, кому все-таки хочется покрутить педали, но не хочется надрываться – для них эта функция будет очень кстати.

PAS система электровелосипеда

Батарея для электровелосипеда

Батареи для электротранспорта пока что являются самым большим камнем преткновения в развитии электротранспорта во всем мире.

Ячейки для батареи

Отдельно хочется поговорить о батарее для электровелосипеда, так как емкая качественная батарея – это более половины стоимости всего комплекта электровелосипеда, да и вообще, электротранспорта в целом. В настоящее время среди электробайкеров применяются в основном два типа батарей.

Литий-ионные аккумуляторы формата 18650

Пока что самый бюджетный вариант – это батареи на li-ion аккумуляторах формата 18650.

аккумуляторы 18650

Для того, чтобы их собрать в одну большую батарею, нам надо определиться, на сколько вольт рассчитан наш контроллер и двигатель. В основном собирают или продают готовые батареи на 36 или 48 Вольт. Реже на 60 Вольт. Для того, чтобы получить приемлемую силу тока и напряжения, используют последовательно-параллельное соединение.

На момент написания этой статьи стоимость одного литий-ионного аккумулятора 18650 составляет в среднем 100-120 рублей за штуку, в зависимости от емкости. Купить, как обычно, лучше всего у китайцев.

NMC-пакеты

Также набирают большую популярность так называемые LiNMC пакеты (LiNiMnCoO2). Сочетание лития, никеля, марганца и кобальта оказалось очень удачным. В результате появился аккумулятор, который обладает отличной энергоемкостью и может выдавать в нагрузку ток, в разы превышающий его емкость.

NMC-пакеты

К примеру, если емкость одного такого пакета NMC составляет 40 А*ч, то максимальный ток разряда такого пакета может составлять 2С, то есть в два раза больше, чем емкость такого пакета, то есть в нашем случае это 80 Ампер! А пиковый ток разряда может достигать даже 3С, то есть ток, который в 3 раза превышает емкость пакета. В нашем случае это 3*40=120 Ампер!

Также количество циклов заряд-разряд раза в 4 больше, чем у литий-ионных аккумуляторов 18650. Если батарею на 18650 можно перезаряжать 500-600 раз, то NMC можно перезаряжать более 2000 раз.

Кстати такие NMC пакеты менее пожароопасны, по сравнению с аккумуляторами 18650. На данный момент цена одного такого пакета на 40 А*ч составляет около 2000 рублей.

Отличное видео про NMC-пакеты сделали ребята из канала Multi Green:

Что же выгоднее?

Литий-ионный аккумулятор на 2600 mА*ч (2,6 А*ч) стоит около 100 рублей за штуку. Чтобы собрать батарею на 36 Вольт емкость в 40 А*ч нам понадобятся 150 аккумуляторов, то есть в сумме 15 000 рублей.

Батарея на NMC пакетах на 40 А*ч будет при стоимости 2000 рублей за пакет будет стоить 20 000 рублей. То есть дороже на 5000 рублей.

Но теперь давайте прикинем вес. Если один аккумулятор 18650 весит 50 грамм, то 150 банок будут весить 7,5 кг. Один NMC пакет весит 850 грамм, следовательно сборка всей батареи на NMC будет весить 8,5 кг. Плюс-минус 1 кг, думаю, не будет иметь значение.

Давайте сравним габаритные размеры:

габариты NMC

10 пакетов будет объемом в 5 000 см 3

Габариты аккумулятора 18650 ( в мм )

размер li-ion аккумулятора

Если комплектовать банки, как ниже на фото, то здесь получается 5 200см 3 .

батарея на литий-ионных аккмуляторах

Вывод?

Как мы видим, NMC пакеты хоть и немного дороже, но обладают также и существенными плюсами. Это пожаробезопасность, большее количество циклов заряд-разряд почти в 3-4 раза, а также прекрасный выдаваемый ток, который позволит хорошенько “газануть” при старте (если, конечно, позволит контроллер и BMS-модуль).

Для начинающих электровелосипедистов я бы все равно порекомендовал собирать батарею на 18650 аккумуляторах. Это будет и дешевле и проще. Мне моя батарея в 36В и емкостью в 10,4А*ч обошлась вместе с BMS (о нем ниже) в районе 5000 рублей на момент написания статьи.

батарея 10s4p

BMS модуль

Дело в том, что для того, чтобы управлять зарядом, предохранять от короткого замыкания и управлять силой выдаваемого тока такой батарее надо иметь плату BMS (Battery Managment System).

Самые простые BMS выглядят вот так:

дешевая BMS 10s

Чуть получше и дороже выглядит вот так:

качественная BMS 10s

10S 36V на BMS говорит нам о том, что эта BMS рассчитана для 10 аккумуляторов, включенных последовательно. Если на каждом аккумуляторе будет по 3,6 В, следовательно, 10х3,6=36 Вольт что и написано на самой BMS.

Discharge current – ток разрядки, то есть максимальный выдаваемый ток

Charge current – ток зарядки, то есть максимальный ток заряда

Внутри такой платы имеется все, чтобы полностью управлять батареей.

плата bms

Схемы подключения таких BMS выглядят примерно вот так:

дешевая bms схема подключения

Как вы видите, у нас BMS вроде как должна заряжать только 10 банок в ряд. Но в нашей самопальной батарее их 40. Что же делать? Почему бы вместо одной банки не поставить в параллель 4 банки и не обмануть BMS?

параллельное включение банок аккумуляторов

Получается, схема с BMS 10s4p под плату с BMS будет выглядеть вот так:

батарея 10s4p схема пайки

В сообществе электронщиков и самоделкиных такая батарея называется 10S4P. Расшифровывается очень просто:

Sserial – с англ. – последовательный.

Pparallel – параллельный.

В нашем случае 10 аккумуляторов последовательно и 4 в параллель – 10S4P. Все до боли просто)

А вот выглядит моя самопальная батарея 10S4P для электровелосипеда пока что без модуля BMS.

батарея 10s4p

вид сбоку

батарея на литий-ионных аккмуляторах

вид сверху

В следующей статье покажу, как правильно подключать и собрать батарею с BMS модулем и как все это работает.

Выводы по батареям

Качественная батарея в электровелосипеде – это почти половина стоимости электрокомплекта. Думаю, всем понятно, что чем больше емкость и напряжение батареи, тем дальше сможет проехать электробайк. В среднем батарея на 36В 10Ач на 350 Ваттный двигатель дает запас хода в 20-25 км при умеренной езде. Следовательно, чем больше емкость, тем дальше можно проехать. Ресурс батареи на ячейках 18650 – это 500-600 циклов заряд-разряд. На практике итого меньше. Пусть будет 500. Следовательно, ресурс одной батареи на 36В 10Ач будет 10 000-12 000 км, что в принципе тоже неплохо.

Полная зарядка батареи на 36 В 10 Ач стоит примерно 1,5-2 рубля, в зависимости у кого какие тарифы. Можно сказать, почти бесплатно)

Где купить электровелосипед?

Давайте начнем с цен. Простой комплект на 350-500 Ватт вам обойдется в 15 000-20 000 рублей на момент написания статьи, и это без батареи!

электровелосипед комплект

Батарею придется собирать самостоятельно, либо покупать. Готовые батареи на Али выглядят примерно так:

батарея на электровелосипед

батарея бутылка

батарея для электровелосипеда на багажник

Также на Али можно встретить самопальные готовые батареи, но судя по отзывам, их емкость не совпадает с заявленной и чаще всего бывает меньше.

батарея для электровелосипеда

Все покупные батареи в корпусе устанавливаются на раму без проблем.

Вот так выглядят велосипеды с покупным аккумулятором

электробайк

электровелосипед с бутылкой

электровелосипед с аккумулятором на багажнике

Если собирать батарею самому, то здесь придется покупать аккумуляторы li-ion либо пакеты NMС. Начинающим рекомендую li-ion аккумуляторы формата 18650. Но для того, чтобы собрать полноценную батарею и повесить ее на раму, здесь нельзя обойтись без BMS модуля, который также надо будет приобрести.

качественная BMS 10s

Очень качественные BMS модули, как на картинке выше, можно посмотреть здесь. Ни в коем случае не берите дешевые BMS!

А куда вы будете вешать вашу батарею? Приматывать на скотч?) Поэтому, надо будет позаботиться о сумочке под батарею.

сумка для электровелосипеда

сумка для малоемкой батареи

электровелосипед с квадратной сумкой

Если батарея слишком большая, то здесь как нельзя кстати подойдет большая треугольная сумка под раму

большая сумка для электровелосипеда

Устанавливается она в треугольные рамы. Я брал тут.

подрамная сумка

Итого, чтобы собрать простую батарею на 36В 10 Ач и купить сумку для нее, уйдет еще 7-8 тысяч рублей. Только комплект для электровелосипеда обойдется вам в 25-30 тысяч рублей.

После сборки своего первого электровелосипеда, я понял, что лучше все-таки надо было брать готовый комплект или вообще готовый электровелосипед. Это действительно получается и дешевле и проще.

Если новый хороший велосипед стоит от 20 000 рублей, а средний комплект с батареей 25 000 рублей, то весь ваш электровелосипед будет стоит за 45 000 рублей, это еще не учитывая, сколько нервов вы потратите на его сборку.

Если бы я знал о существовании готовых электровелосипедов, то присмотрелся бы к этому:

дешевый электровелосипед

Усилители дропаутов на задней вилке уже идут в комлекте:

дропауты на задней вилке

Да, дешевенькая рама и все такое. Но давайте взглянем правде в глаза. Если вы будете весь день кататься на электротяге, что здесь будет изнашиваться? Цепь? Задняя или передняя каретка? Педали? Думаю, бешеный износ будет только у задней покрышки и у передней вилки.

электрофэтбайк

Кому не терпится покататься на мощном фэтбайке, то можете рассмотреть вот такой вариант по этой ссылке.

Ну и для тех, кто желает повозиться своими ручками и электрифицировать свой велосипед, то можете рассмотреть готовые комплекты. Если ваш карман не особо пухнет от денег, то проще будет взять какой-нибудь комплект без аккумулятора Ватт на 350-500 бренда MXUS

MXUS комплект для электровелосипеда

Комплект с батареей и с двигателем от 500 и до 750 Ватт вам обойдется от 27 000 и до 33 000 рублей.

комплект для электровелосипеда

Для тех, кто желает гонять, как на электроскутере, можно взять комплект с киловаттным движком и мощной батареей. Смотрим тут.

1000 ватт комплект для электровелосипеда

Ну и для тех, кто желает гонять как на мотоцикле, можно присмотреться к комплектам с движками 1 кВт и более. Смотрим вот здесь.

Электровелосипед

Не забываем про усилители дропаутов, иначе ваше колесо вырвет заднюю вилку и сломает раму.

усилители дропаутов на заднее колесо

Смотрим и выбираем здесь. Лучше скинуть фотографии задних дропаутов своего велосипеда продавцу, а он вам их правильно подберет.

Выводы по электровелосипедам

Статья получилась длинной, но главная мысль все-таки не была озвучена: стоит ли покупать электротранспорт и есть ли у него будущее? Топовый комплект на электробайк стоит 30-35 тысяч рублей. Да еще и сам велосипед тысяч 20-30. Итого, хороший электробайк выйдет по цене в 50-60 тысяч рублей.

Сам я живу в Удмуртии. Последние лет десять у нас лета как-бы толком то и не было. Были в основном дожди, а иногда светило солнышко. Кататься на велосипеде можно с мая по октябрь. То есть, грубо говоря, 5 месяцев или 150 дней. Из них солнечных дней половина, то есть 70-80 дней. Вы ведь не собираетесь кататься в дождик, а тем более зимой, так ведь?)

Что получается в итоге? С развлекательной точки зрения электровелосипед – это супер! Незабываемые ощущения! Но вот как быть с экономической точки зрения? Если даже ездить на работу на электробайке, то в моих широтах я успею покататься только 70-80 дней от силы. В остальное время мой байк будет стоять в прихожей или на балконе. Мой проездной до работы стоит 1000 рублей в месяц, и я могу кататься на общественном транспорте в любую погоду. Куда-то надо срочно в определенное место? Для этого есть Яндекс.Такси, где средний чек выходит на 150 рублей по городу. Так когда же окупится мой крутой электровелосипед?

Да, где-нибудь в Краснодраском крае или в странах близ экватора – это будет лучшее и дешевое средство передвижения, но не в наших широтах.

Контроллер для электровелосипеда и электроскутера Об электроскутерах | Статьи VoltBikes

В электровелосипедах используются трёхфазные бесщёточные электродвигатели с датчиками Холла. Стоит отметить, что применение подобных трёхфазных двигателей достаточно обширно:

  • Бытовая техника
  • Оргтехника
  • Электротранспорт
  • Промышленность

Что такое контроллер для электровелосипеда?

Контроллеры приводят в действие моторные колеса, регулирует скорость и вращение, а также обеспечивает правильную остановку

Контроллер считает одной из главных частей электровелосипеда, так как отвечает за совершенные действия. Он обеспечивает переход тока к электродвигателю.

Такая конструкция позволяет:

  • включать и выключать электронику;
  • регулировать работу мотор-колес;
  • позволяет устанавливать ограничитель скорости;
  • осуществляет круиз-контроль;
  • ускоряет двигатель до трехскоростного режима;
  • отвечает за рекуперативное торможение;
  • позволяет всем параметрам отображаться на панели управления;
  • осуществление обратного хода.

Главные функции контроллера делят на:

  • регулировку движения велосипеда;
  • осуществление крутящего момента;
  • защищает электродвигатель.

Параметры блока управления

Контроллеры обеспечены основными параметрами, благодаря которым электромоторы и батареи могут работать:

  1. Максимальный постоянный ток. Значение, которое отвечает за максимальный ток, который держит контроллер в течение установленного времени.
  2. Максимальный пиковый ток. Значение, которое выдерживается на минимальном отрезке времени. Данное число обычно гораздо больше, чем значение постоянного тока. Пиковый ток наблюдается при резком старте, когда в транспорте развивается большой крутящий момент.
  3. Максимальное напряжение аккумуляторов. Значение максимального количества используемых аккумуляторных банок. Если происходит повышение напряжения, контроллер может сгореть или выйти из строя. Разные модели имеют свой показатель напряженности. В основном они рассчитаны на 24, 48 и 60V.
  4. Внутреннее сопротивление. Данный параметр не является важным. Чем больше мощность контроллера, тем меньше сопротивление.
  5. Частота подачи импульсов. Значения данного параметра зависят от вида мотор-колес.

Что такое контроллер для электровелосипеда

Контроллер – это сложное устройство, которое выполняет следующие задачи:

  • осуществляет преобразование постоянного напряжения аккумуляторов в трехфазный ток для электрического колеса;
  • производит регулировку мощности двигателя, в зависимости от силы нажима на ручку газа;
  • защищает двигатель.

Обратите внимание! Дополнительно, на некоторых моделях велосипедов, осуществляется обратное преобразование в момент торможения. Эту функцию обеспечивает наличие режима рекуперации и специальных тормозных ручек.

Внешне контроллер выглядит как металлическая коробочка с множеством выходящих наружу проводов. Последние соединяются с ручками управления на руле, аккумулятором, мотор-колесом, датчиком холла и бортовым компьютером.

соединение контроллера

Во время самостоятельной сборки электровелосипеда часто наблюдается типичная ошибка – контроллер размещается в непроветриваемом чехле. Во время своей работы он сильно нагревается, что может привести к оплавлению проводов и контактов, а также полной поломке устройства.

Мотор-колесо – лучшее решение для электровелосипеда

Чтобы превратить свой велосипед в электротранспорт, можно купить веломотор и аккумулятор. Электродвигатель даст возможность получить возможность иметь непринужденное вращение педалей и переключение скоростных режимов. Обычно в комплекте электродвигателя есть необходимые для его подключения компоненты. Аккумулятор подбирается, исходя из ваших потребностей и мощности электромотора. Еще более простое и одновременно эффективное решение – использовать в качестве электродвигателя мотор-колесо.

Полная комплектация набора мотор-колеса

Важно определиться с выбором мотор-колеса – переднее, заднее или два сразу. Для мощного мотора лучше выбрать заднюю ось, если же вы покупаете привод для переднего колеса, то для заднего он обеспечивается периодическим вращением педалей, и такой электровелосипед будет хорош для езды по трудным трассам. При установке двух мотор-колес вы получите полноценную полноприводную модель, великолепно чувствующую себя и на больших расстояниях, и на мокрой дороге. Если вы купили редукторное мотор-колесо, то при подъеме в гору и вращении педалей вы не будет чувствовать серьезной нагрузки. В любом случае, выбирая мотор-колесо, предварительно изучите его технические характеристики.

Устройство двигателя

Для разработки контроллера необходимо разобраться с принципом работы самого электродвигателя.

image

Электродвигатель состоит из фазных обмоток, магнитов и датчиков Холла, отслеживающих положение вала двигателя.

Конструктивно электродвигатели делятся на два типа: инраннеры и аутраннеры.

image

У инраннеров магнитные пластины крепятся на вал, а обмотки располагаются на барабане (статоре), в этом случае в движение приводится вал. В случае аутраннера всё наоборот: на валу — фазные обмотки, а в барабане — магнитные пластины. Это приводит в движение барабан.

image

Так как у велосипеда колесо крепится валом на раму, то здесь применителен тип аутраннера.

image

На этой картинке условно представлены три фазы с обмотками, соединёнными между собой. В реальности обмоток намного больше, они располагаются равномерно с чередованием по фазам по окружности двигателя. Чем больше обмоток — тем плавнее, чётче, эластичнее работает двигатель.

В двигатель устанавливаются три датчика Холла. Датчики реагируют на магнитное поле, тем самым определяя положение ротора относительно статора двигателя. Устанавливаются с интервалами в 60 или 120 электрических градусов. Эти градусы относятся к электрическому фазному обороту двигателя. Необходимо учитывать, что чем больше в двигателе обмоток на каждую фазу, тем больше происходит электрических оборотов за один физический оборот мотор-колеса.

image

Обмотки трёх фаз в большинстве случаев соединяются между собой по двум схемам: звезда и треугольник. В первом случае ток проходит от одной из фаз к другой, во втором — по всем трём фазам в разной степени. Иногда эти две схемы подключения комбинируют в одном двигателе, например в электромобилях. При старте и наборе скорости идёт соединение фаз по звезде: она даёт больший момент при относительно низких оборотах; далее, после набора скорости, происходит переключение на треугольник, в результате количество оборотов увеличивается, когда уже не нужен большой крутящий момент. По сути, получается условно автоматическая коробка передач электродвигателя.

Схема контроллера электровелосипеда

Схема контроллера электровелосипеда

Контроллер внешне выглядит, как коробка, выполненная из алюминия. Внутри неё содержится много цветных проводов. В некоторых моделях конструкцию устанавливают в отдельном боксе, для защиты от загрязнений и повреждения.

Схема контроллера включает в себя:

  1. Сердце в виде микроконтроллера, расположенное в центре конструкции.
  2. Преобразователи напряженностью 12 и 5 В.
  3. Периферия (ручки, датчики).
  4. Силовые компоненты.

Прототип на Ардуино

Под рукой у меня была Arduino UNO, и я решил собрать контроллер на её основе.

image

Первым делом я подал на датчики Холла питание 5 вольт от Ардуино (его достаточно для датчиков). Сигнальные провода от датчиков подключил на цифровые пины Ардуино, написав простейшую программу для считывания и обработки сигналов с датчиков.

//Пины ключей Н-мостов const int TRAplus = 8;const int TRAminus = 9;const int TRBplus = 10;const int TRBminus = 11;const int TRCplus = 12;const int TRCminus = 13;//датчики холлаconst int HallA = 3;const int HallB = 1;const int HallC = 0;boolean vala;boolean valb;boolean valc;boolean pvala;boolean pvalb;boolean pvalc;int pHall;int turns;void setup() void loop() if(valb && !pvalb) if(valc && !pvalc) digitalWrite(TRAplus, (vala && !valb) ? HIGH : LOW); //если vala==HIGH и valb==LOW, тогда записать HIGH, иначе LOW digitalWrite(TRAminus, (valb && !vala) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TRBplus, (valb && !valc) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TRBminus, (valc && !valb) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TRCplus, (valc && !vala) ? HIGH : LOW); digitalWrite(TRCminus, (vala && !valc) ? HIGH : LOW); pvala = vala; pvalb = valb; pvalc = valc; Serial.print(vala); Serial.print(valb); Serial.println(valc); //Serial.println(turns/3);>

Затем собрал Н-мост из полевых NPN-транзисторов. Подвёл к мосту независимое питание на 12 вольт. Но при отладке, чтоб убедиться в работоспособности, я подключил напрямую шесть пинов 5V из Ардуино на затворы H-моста. У большинства полевых транзисторов затвор работает на 20 вольт. Так делать нельзя, потому что Н-мост будет плохо работать и перегреваться. Но для кратковременных тестов это пойдёт. Кое-как, с сильными перегревами и страшными звуками, вибрациями и толчками колесо медленно закрутилось. Начало положено.

Виды контроллеров для электровелосипедов

Виды контроллеров для электровелосипедов

По типу связи с двигателем:

  1. Для работы с установленным датчиком.
  2. Работающие без датчика.
  3. Универсального типа.

По форме получаемого сигнала:

  • Подают прямоугольный сигнал. Зачастую такие виды дешевле. Использование позволяет получать высокие скорости вращения, но из-за этого возникает шум при работе ввиду микровибраций.
  • Форма синусоиды — обеспечивают бесшумную работу, но на более низких скоростях.

Рекомендуемые товары

Электровелосипед El-sport bike TDE-08 500W

Скорость: 35 км/ч
Мощность: 500 W
Запас хода: 35 км
Нагрузка: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy-120-kg”>120 кг</a>
Вес: 32 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 48V/11,6Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Электродвигатель: Мотор-колесо
Тормоза: Дисковые
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Красный, белый, серый, черный
Тип рамы: Нескладная
Дополнительно: LSD дисплей; 1:1 PAS; Передняя амортизационная вилка ; 26 “x4,0 KENDA
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 98500 руб 63000 руб

Электровелосипед El-sport bike TDE-03 350W

Скорость: 30 км/ч
Мощность: 350 W
Запас хода: 35 км
Нагрузка: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy-120-kg”>120 кг</a>
Вес: 32 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 36V/10Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Тормоза: Дисковые
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Матовый черный, белый, желтый, черный
Тип рамы: Нескладная
Дополнительно: LSD дисплей; Колеса 26 “x4,0 KENDA
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 59900 руб 51900 руб

FastSpeed electric bike 3000W 72V/26Ah

Скорость: 50 км/ч
Мощность: <a href=”e-velo/elektrovelosipedy-3000w”>3000 W</a>
Запас хода: 100 км
Нагрузка: 200 кг
Вес: 40 кг
Материал: сталь
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: PANASONIC Li-ion (Литий-ионный) 72V/26Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 6-8 часов
Тормоза: дисковые
Цвет: Красный , белый , матовый черный , синий , серый и другие
Дополнительно: ЖК-дисплей;Спортивное сиденье VELO;
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 199900 руб

Stealth bomber 72V/26Ah

Скорость: 50 км/ч
Мощность: <a href=”e-velo/elektrovelosipedy-3000w”>3000 W</a>
Запас хода: 70 км
Нагрузка: 200 кг
Вес: 38 кг
Материал: алюминиевый сплав
Диаметр колес: 24″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 72V/26Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 4 часа
Тормоза: Дисковые (рекуперация)
Габариты: Длина: 2000 мм; Ширина: 400 мм; Высота: сиденья до земли 950-1060мм
Цвет: черный, белый
Дополнительно: Пробег: От 60-70 км чистой батареи на полный заряд; от 80-90 км с PAS; LCD дисплей (скорость, спидометр, режим помощи кручения педалей, одометр, уровень заряда, уровень выходной мощности, а так же термометр); Круиз-контроль; Сигнализация; Пульт д/у
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 249200 руб

Электровелосипед El-sport fat bike TDN-01 500W (складная рама)

Скорость: 35 км/ч
Мощность: 500 W
Запас хода: 35 км
Нагрузка: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy-120-kg”>120 кг</a>
Вес: 25 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 20″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 48V/11Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Электродвигатель: Мотор-колесо
Тормоза: Дисковые
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Матовый черный с черными колесами, белая рама и черные колеса
Тип рамы: <a href=”e-velo/skladnye”>Складная</a>
Дополнительно: LSD дисплей; 1:1 PAS SYSTERM; Передняя амортизационная вилка; Колеса 20 “x4,0 KENDA
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 89700 руб 69900 руб

Электровелосипед SLONY (Leikerandi) 48V/10Ah

Скорость: 20 км/ч
Мощность: 240 W
Запас хода: 40 км
Нагрузка: 100 кг
Вес: 21 кг
Материал: Алюминиевый сплав
Диаметр колес: 20″
Аккумулятор: Li-Ion (Литий-ионный) 48V/10Ah
Время зарядки: 4-5 часов
Тормоза: Дисковые
Скорости: SHIMANO 7 скоростей
Цвет: Черный, Белый, Розовый жемчуг, Голубой жемчуг
Тип рамы: <a href=”e-velo/skladnye”>Складная</a>
Дополнительно: Сигнализация, ЖК-дисплей (уровень заряда, скорость, расстояние), Пульт Д/У, дальность хода при смешанном режиме 80 км, LED фара спереди, Сигнал, багажник
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 54900 руб 44900 руб

Elbike GALANT BIG

Скорость: 30 км/ч
Мощность: 250 W
Запас хода: 60 км
Нагрузка: 130 кг
Вес: 24 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 36v/8ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Электродвигатель: редукторный, c усиленной обгонной муфтой MXUS
Тормоза: Передние Zoom DB-280 с механическим приводом и задние V-brake Promax Tx-117
Скорости: 7 Shimano TX-35
Цвет: Синий
Тип рамы: <a href=”e-velo/skladnye”>Складная</a>
Дополнительно: Панель управления LED ourmeter S800, 3 уровня PAS
Комплектация: Зарядное устройство;Багажник;Инструкция на русском языке с гарантийным талоном
Манетки: Shimano SL-TX50-7
Педали: Wellgo F147, складные
Шины: Kenda K935 26х1,95
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Elbike MONRO VIP

Скорость: 40 км/ч
Мощность: 350 W
Запас хода: 80 км
Нагрузка: 130 кг
Вес: 26 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 48V/11Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Режимы езды: Педали, комбинированный PAS и только на аккумуляторах (управление ручкой газа)
Электродвигатель: Редукторный, с косозубыми шестерными и усиленной обгонной муфтой Aikema SX100
Электродвигатель: Редукторный, с косозубыми шестерными и усиленной обгонной муфтой Aikema SX100
Тормоза: V-brake TECTRO
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Бежевый
Тип рамы: Нескладная
Амортизаторы: Задний Kezhen KZ-800A
Дополнительно: Дисплей: LED ourmeter S800, 3 уровня PAS;Стильный с низкой рамой;Светодиодная фара;Велосипедный звонок;Две большие сумки на багажнике;Корзина; покрышки Kenda K898Батарея – Литий-ионная на багажнике, быстросъёмная;”пешеходный” режим 6 км/ч;Блокировка гашетки от случайного нажатия;Зарядное устройство;2 вместимые сумки на багажник;корзина;Руководство по эксплуатации;
Вилка: Suntour XCT
Манетки: Shimano SL-TX50-7
Шины: 26х1,95 Kenda K898
Ячейки: схема подключения: 4P10S
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Elbike HUMMER ELITE

Скорость: 41 км/ч
Мощность: 500 W
Запас хода: 90 км
Нагрузка: 130 кг
Вес: 24 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 48V/10,4 Ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Электродвигатель: редукторный, с косозубыми шестерными и усиленной обгонной муфтой MXUS
Тормоза: Дисковые, с механическим приводом TECTRO
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Черный
Тип рамы: <a href=”e-velo/skladnye”>Складная</a>
Дополнительно: Батарея – Литий-ионная , быстросъемная и встроенная в раму;LCD-пульт управления с 5 уровнями поддержки педалирования;переключение (NEW!) 5 режимов мощности мотора (электрических скоростей 8/16/24/32/40 км/час);3 режима езды: педали, комбинированный PAS и только на аккумуляторах (управление ручкой газа);Разъём на силовом проводе для быстрого снятия заднего колесо;Складная аллюминиевая рама;
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

Цена: 104900 руб

Elbike HUMMER VIP

Скорость: 41 км/ч
Мощность: 500 W
Запас хода: 90 км
Нагрузка: 130 кг
Вес: 24 кг
Материал: Алюминиевый сплав 6061
Диаметр колес: 26″
Аккумулятор: Li-ion (Литий-ионный) 48v 10,4ah
Возрастная категория: <a href=”e-velo/vzroslye-elektrovelosipedy”>Для взрослых</a>
Время зарядки: 5 часов
Электродвигатель: Редукторный, с косозубыми шестерными и усиленной обгонной муфтой MXUS
Тормоза: Дисковые, с механическим приводом TECTRO
Скорости: Shimano 7 скоростей
Цвет: Черный матовый
Тип рамы: <a href=”e-velo/skladnye”>Складная</a>
Дополнительно: Батарея – Литий-ионная , быстросъемная и встроенная в раму;LCD-пульт управления с 5 уровнями поддержки педалирования;переключение (NEW!) 5 режимов мощности мотора (электрических скоростей 8/16/24/32/40 км/час);3 режима езды: педали, комбинированный PAS и только на аккумуляторах (управление ручкой газа);Разъём на силовом проводе для быстрого снятия заднего колесо;Шатуны Prowheel PRO-648PP- 1 3/32*48T*170MM
Задний переключатель: Shimano TX-35
Манетки: Shimano SL-TX50-7
Педали: Wellgo F147, складные
Тип: <a href=”e-velo”>Электровелосипед</a>

О совместимости

Контроллер, рассчитанный на использование с батареей напряжением 36 В, не стоит подключать к АКБ большего вольтажа. Вначале необходимо вскрыть контроллер и проверить, рассчитаны ли на увеличенное напряжение его компоненты, включая транзисторы и конденсаторы. Возможно, понадобится заменить и резистор в делителе напряжения. Но в продаже встречаются универсальные контроллеры с большим разбросом допустимых входных напряжений, к примеру, от 48 до 72 В или от 24 до 100 В.

Электробайк. Контроллер двигателя своими руками +39

  • 26.04.17 10:47

DIY или Сделай сам, Электроника для начинающих, Энергия и элементы питания, Блог компании Mail.Ru Group

Как вы уже знаете из прошлых постов, у нас в компании есть DIY-движение. В свободное от работы время коллеги занимаются фрезеровкой печатных плат в домашних условиях, делают тепловизор на FLIR Lepton, а также решают семейные разногласия с помощью 4 контроллеров и 2 умных часов. Продолжим серию увлекательный историй! Сегодня я расскажу, как сделать контроллер к трехфазному двигателю электровелосипеда своими руками. Целью создания такого контроллера было:

  1. Изучение работы трехфазного мотора под управлением контроллера.
  2. Большинство контроллеров для электровелосипедов, представленных на рынке, — китайские. Они хоть и относительно дешевые (около 2.000 руб в зависимости от мощности), но являются неведомой коробкой, в которой неизвестно что происходит. И сразу к ней возникает очень много вопросов — экономично ли она потребляет и распределяет ток, какой у нее запас мощности, почему так сильно перегревается, преждевременно срабатывает защита по току и т.д.

В тоже время на рынке представлены европейские качественные контроллеры для электробайков. Они оснащаются расширенными функциями, работают на разных напряжениях и токах и их можно программировать. Устанавливаются они на сверхмощные электровелосипеды. Но цена у них кусается — 10-20 тыс. рублей.

В итоге я решил пойти своим путем: разобраться в устройстве контроллера, сделать его прототип, а затем попытаться сделать контроллер качественнее китайского контроллера. На текущий момент проект у меня в разработке только и на уровне прототипа, готового варианта пока нет. Буду рад услышать ваши комментарии и советы.

Расширение функционала

Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.

Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.

Источники:

https://ex3msport.life/velosport/samodelnyj-kontroller-dlya-elektrovelosipeda.html
https://electrotransport.su/kak-uvelichit-probeg-elektrovelosipeda/
https://www.ruselectronic.com/e-bike/
https://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/kontroller-dlya-elektrovelosipeda-i-elektroskutera-ob-elektroskuterah-stati-voltbikes

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector