Велоколесо с электромотором - Все о велосипедах

Что такое электроколесо для велосипеда? Таким завуалированным «термином» в просторечии именуют электровелосипед, то есть байк, приводимый в движение не только мускульной силой велосипедиста, но и с помощью электродвигателя. Двигатель может использоваться как на полной тяге, то есть без помощи ног, так и в режиме совместного использования с мускульной силой. Такой «тандем» хорош для преодоления затяжных подъемов.

Несколько интересных цифр о электровелосипедах

Мощность двигателя (электроколеса) может различаться в пределах 150-2000 Вт, в среднем – 500 Вт, или 0,5 кВт.
Скорость, которую способен развить электродвигатель велосипеда – от 25 до 60 км\ч. Это делает приспособление удобным на участках с небольшими перепадами высот и хорошим дорожным покрытием, обеспечивающим равномерную тягу.
Масса электроколеса и аккумуляторных батарей к велосипеду может составлять достаточной величины в 15 — 20 кг и более, при этом велосипед в сборе может весить до 50 кг и более.

На иллюстрации массивные и «долгоиграющие» электробайки, массой под 80 кг, больше похожие на мотоциклы начала ХХ в.

Для того чтобы электробайки стало возможным создать, потребовалось внедрение в производство мощных аккумуляторных батарей, способных равномерно выдавать достаточно большую мощность.

Конечно, заманчиво приобрести электромотор к велосипеду и сделать такой байк своими руками или купить электровелосипед целиком, благо, что уже с 2002 года производством подобных машин занимаются ведущие велостроительные компании мира. Но для начала давайте разберем подробнее недостатки и преимущества подобных машин на электрической тяге. Главного преимущества электромобилей – отсутствия загрязнения окружающей среды – электробайки не имеют, поэтому обратимся к отзывам их хозяев.

Электробайки, конечно, бывают заводские и самодельные. При этом самодельными их можно назвать с натяжкой, так как комплект исходных деталей нужно приобретать самому. Доработка и установка своими руками вовсе не сложна.

Преимущества

Может использоваться как «резерв человеческих возможностей». Пожилые и люди, не чувствующие себя спортсменами, всегда могут вернуться домой на электрической тяге или подключить её, например, в случае сильного встречного ветра.
Электробайк в связи с высокой удельной мощностью и крутящим моментом достаточно мобилен, в том числе на снегу и бездорожье.
Если аккумулятор полностью разряжен, едем как на обычном байке. Крутим педали.
Зарядка аккумулятора не требует особого электрооборудования. Включил в розетку 220 вольт – и готово.
Немаловажным является тот факт, что при довольно высокой скорости не требуется регистрация в органах ГИБДД.

Но любители электроколеса должны учитывать и недостатки. Перечислим главные из них.

Значительный итоговый вес устройства заставляет использовать мускульно-педальный режим как вспомогательный. Забраться на крутую горку будет легче пешком.
Девизом современных электровелосипедов является выражение: «едем мало, заряжаем долго». Например, время зарядки составляет до 6-8 часов, а хватает заряда в среднем на 50-60 км. Но 60 км – средний суточный пробег при невысокой физической подготовке, поэтому в городских и пригородных условиях этого ресурса вполне достаточно.
Достаточно высокая стоимость электровелосипеда по сравнению с обычным. Бюджетные модели, такие, как VR-1стоят 25000 рублей (слева), а полноприводный двухкиловаттник от компании ELTRECO (производитель GOLDEN MOTOR) стоит целых 92000 (справа).

Итак, электрическое колесо, по сути, тот же экологически чистый бесшумный «мопед» с простым и «невонючим» обслуживанием, который можно хранить дома.

Как устроен электробайк?

Его основные части следующие:

1.Собственно электродвигатель, вмонтированный в колесо, «мотор-колесо».

Принцип его работы следующий: колесо является электродвигателем постоянного тока . Неподвижный статор состоит из установленных по кругу стальных пластинок, расположенных в форме звезды, на каждый луч намотана обмотка. При подаче тока на луч образуется магнитное поле, которое притягивает постоянные магниты ротора. Для большой мощности магниты содержат редкоземельный элемент неодим, а именно, в сплавах с железом и бором или с иттрием и кобальтом.

Так как обмоток может быть на статоре несколько десятков, то колесо достаточно мощное и обладает плавным движением. Обмотки принципиально подключаются как три штуки, работающие по очереди.

Для того чтобы на обмотки подавался ток в нужный момент времени, когда каждая обмотка находится напротив соответствующего магнита, нужна их синхронизация. Для этого в статоре установлены три датчика Холла.

Магнитное поле статора действует на ротор, а датчики Холла «сигнализируют» контроллеру, на какую обмотку нужно подать импульс напряжения. Поданный импульс превращает обмотку в электромагнит, и возникает крутящий момент вследствие притяжения разноименных полюсов.

2. Электронный коммутирующий блок управления, или контроллер. Его задача – контролировать подачу тока от батареи аккумуляторов на колесо, сохраняя заданную скорость движения. Блоки управления выпускаются в расчете на 36 В и 48 В. При выборе нужно учитывать, чтобы контроллер находился во влагозащищенном корпусе.

3. Аккумуляторная батарея – самый важный агрегат электробайка. Поэтому она крепится или в раме, или на багажнике, который устанавливается дополнительно. Емкость батареи обычно 10-20 Ампер\час, что лишь вдвое меньше автомобильного аккумулятора, дающего 55 А\ч, правда, при 12 В.

4. Аналог «ручки газа», или регулятор скорости, который действует по принципу обычного реостата, изменяя силу тока, подводимую на электроколесо, а значит, на количество мощности и на крутящий момент в итоге.

5. Различное дополнительное оборудование – жгуты проводов, предохранители и другое.

Разновидности

Конструктивно электробайки бывают:

Переднеприводные. Электродвигателем является переднее колесо. Примером может служить грузовой трехколесный велосипед с двумя передними колесами, так как привод должен быть на наиболее нагружаемые колеса для идеального сцепления и тяги;
Заднеприводные. Компоновка, в которой заднее колесо является ведущим, является классической.
Полноприводные. В случае полного привода мощность, как правило, распределяется поровну.

Известно, что пройденный велосипедистом путь зависит от времени его движения и скорости. И если с первым фактором все ясно, то скорость зависит от многих условий. Например, от степени его усталости, качества дорожного покрытия, угла подъема или спуска дороги и многого другого.

Электробайк также будет двигаться медленнее в зависимости от угла подъема или качества покрытия, но он имеет некоторые характерные особенности.

Аналогом «человеческой усталости» является уровень заряда аккумуляторной батареи.
Холодная температура воздуха сокращает пробег, а теплая – увеличивает.
Чем меньше площадь шины, соприкасающаяся с дорожным покрытием, тем пройденное расстояние больше. Накачивать шины нужно сильнее.
Чем меньше перепады скорости и чем ниже скорость, тем больше путь. Работает принцип «тише едешь – дальше будешь».

Электроколесо на велосипед своими руками можно установить с помощью такого комплекта:

колесо-мотор, контроллер, в зависимости от мощности его стоимость от 12 до 18 тысяч рублей;
аккумулятор (стоимость 20-30 тысяч рублей);
зарядное устройство;
крепление для АКБ;
инструкция.

Таким образом, самодельная конструкция из покупных деталей обойдется не менее чем 25-30 тыс. рублей, а электробайк промышленного производства за 25 тыс. рублей весьма маломощный и «дохлый». Порядочная машина обойдется около 80 – 90 тысяч рублей.

Попытки модернизировать байк предпринимаются разные: установка паруса, мотора от бензопилы и многие другие вариации. Но это уже совсем другая история.

Мотор колесо для велосипеда

У электровелосипедов с каждым годом становится все больше и больше поклонников, так как благодаря им встречный ветер или высокая горка – сущий пустяк. На современном рынке представлены самые разнообразные модели, а умельцы могут даже самостоятельно собрать электровелосипед, заказав необходимые комплектующие элементы для этого.

Классический электровелосипед 2020 года

Электротранспорт не освобождает человека от применения силы, а только увеличивает ее эффективность. Электросамокаты объединяют силы «водителя» с работой мотора. Этот механизм называется гибридом. Сегодня существует 3 вида двигателей:

мотор-колесо;
фрикционный;
кареточный (навесной).

Редукторное мотор-колесо

Редукторное мотор-колесо укомплектовано планетарным редуктором и муфтой свободного хода, в отличие от приводного колеса. Данная конструкция более сложная, соответственно и дорогая. Тяга редукторного мотор-колеса увеличена за счет встроенного планетарного редуктора, однако обороты у электродвигателя несколько ниже. Устройства обладают большим крутящим моментом в сравнении с приводным колесом.

Переднее редукторное мотор-колесо для велосипеда

Преимущества редукторного мотор-колеса

наличие высокого крутящего момента, исходя из единицы мощности;
легкая, компактная конструкция;
великолепный накат обеспечивается муфтой свободного хода.

Недостатки

из-за сложности конструкции пропорционально возрастает цена;
в сравнении с прямоприводным мотор-колесом оно менее надежно и долговечно;
показатели скорости уступают прямоприводным аналогам такой же мощности.

Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда

Будущее за электровелосипедами, на которых установлены кареточные моторы. Большая популярность такого механизма заключается в наличии существенного ряда преимуществ у такого двигателя. Еще одно название подвесного мотора – «mid drive motor». Мотор работает довольно-таки тихо благодаря установленному синусному контроллеру.

Подвесной мотор для электровелосипеда

Это главная причина завышенной цены. По своей надежности он ничем не уступает редукторному варианту. Также подвесной мотор укомплектован редуктором, что увеличивает крутящий момент. Характерная «фишка» кареточного двигателя – место установки. Его монтируют прямо в каретку велосипеда, что никак не влияет на трансмиссию.

Достоинства подвесного мотора

Не требует замены или установки спиц. Агрегат удобно монтируется непосредственно вместо каретки.
Контроллер входит в комплект и встроен в двигатель.
Установка усилителей дропаутов не проводится.
Если закончится заряд аккумулятора, можно ехать традиционным способом, просто крутя педали. Двигатель не влияет на механику вращающихся деталей.
Нагрузка на обод и спицы минимальна, так как нет «гири в колесе».
Водитель может свободно переключать передачи.
Большинство представленных моделей работает достаточно тихо.
Относительно других двигателей, у этого варианта существенно меньше различных проводов, крепящихся к раме.
При ремонте колесо очень легко снимается.

Для баланса клиренса можно установить на переднее колесо большую звездочку. Такие агрегаты обладают хорошим накатом, что позволяет экономить заряд АКБ. Центр тяжести при установке кареточного агрегата находится посередине, поэтому управлять таким транспортом намного легче.

К недостаткам можно отнести быстрый износ цепи, звездочки и трансмиссии. Также, для установки такого аппарата необходимо наличие специальных инструментов. Большое количество подвижных частей снижает надежность конструкции.

Как самостоятельно установить подвесной двигатель?

Прежде всего, необходимо тщательно следовать инструкции. Каждая модель, в зависимости от фирмы-производителя имеет свои нюансы, поэтому нужно быть внимательным. Однако существуют основные этапы, общие для любой конструкции такого типа.

Снять заднее колесо и соединить цепь с двигателем. При этом нужно не забыть установить звезду.
Закрепить электродвигатель. После можно проводить установку аккумулятора и генератора.
Завершающий этап – установка приводных цепей от мотора к заднему колесу, а также привода, обеспечивающего импульсную передачу.

Мотор-колесо с прямым приводом (директ-драйв)

В данной конструкции самая уязвимая деталь – подшипник. Ее замену проводят раз на 150 тыс. км. Крутящий момент у такого двигателя слабоват, поэтому это может вылиться в сложностях при подъемах в крутые горки. Однако на ровной местности – это идеальный вариант. Ход плавный и продолжительный, можно тормозить посредством мотора, поэтому тормозные колодки долго не выходят из строя.

Уникальная функция, которой обладают только электровелосипеды с директ-драйв мотор-колесами, – это рекуперативное торможение. То есть заряд аккумулятора происходит даже при торможении, от мотора. Таким образом, они способны на одном заряде преодолевать достаточно большие расстояния. Скоростной режим также на высоте – можно смело достичь скорости в 40-50 км/ч. К сожалению, в готовой сборке прямо на велосипеде такие колеса не устанавливаются. Их необходимо приобретать отдельно.

Фрикционные электромоторы

Принцип работы данных электродвигателей основан на передаче крутящего момента от двигателя к колесу, через трение особого валика о покрышку. Данная разновидность моторов самая непопулярная. Этот агрегат больше подходит для детских и прогулочных велосипедов.

К достоинствам конструкции можно отнести относительно низкую стоимость и простоту монтажа. Чтобы установить фрикционный электродвигатель, не нужно проводить разбор велосипеда. Также они обладают и неоспоримыми недостатками: низкий КПД, шумная работа, быстрый износ резины, неэффективность при спущенном колесе, большие габариты агрегата. Кроме этого, на мокром асфальте валик может проскальзывать, что также сказывается на езде.

Дуюнов мотор-колесо

Данная модель представляет собой электромотор, который может встраиваться не только в велосипед, но и автомобиль, скутер, мотоцикл и другие транспортные средства. Двигатель изготавливается на оси, которая и осуществляет передачу тяги. Это исключает необходимость таких элементов, как цепь или шестерни.

Представленные на рынке аналогичные модели являются BLDC-моторами, в конструкции которых присутствуют постоянные магниты. Это увеличивает стоимость конструкции.

Разработки Дуюнова позволили создать мотор-колеса без таких магнитов, поэтому они на 30% легче своих «собратьев». Среди достоинств такого колеса можно отметить: отличный накат, экономию электроэнергии (до 40%), практически бесшумную работу, высокую надежность и длительный период эксплуатации. Кроме того, мотор-колесо Дуюнова – это отечественная разработка. Поэтому не придется зависеть от надежности и добросовестности китайских производителей. Это позволяет сэкономить время и деньги.

Мотор-колесо: готовый комплект.

Относительно готового велосипеда, комплекты электронаборов мотор-колеса с аккумулятором имеют целый ряд преимуществ.

Полный комплект мотор-колеса для электровелосипеда

Выбор модели просто безграничен. Достаточно определить любую понравившуюся модель по цвету, типу рами, тормозной системы и т.п. и установить на нее конструкцию. Электровелосипед готов.
Удобный ремонт. При поломке самого велосипеда ремонт можно провести самостоятельно либо обратиться в любую мастерскую. Искать уникальные запчасти при этом не потребуется. А комплектующие элементы для электро-системы можно заказать на той же фирме, где приобретался комплект.
Новый аккумулятор и его полное соответствие прописанным характеристикам. Аккумулятор – это самая дорогая деталь комплекта. Поэтому не стоит покупать товар сомнительного производителя. Лучше довериться проверенным фирмам. Новый аккумулятор прослужит дольше и эффективнее, в сравнении с б/у аналогами. Большинство комплектов имеют гарантийные документы, в том числе и на аккумуляторы. Поэтому при обнаружении дефекта можно обратиться по поводу замены.
Разнообразие комплектов позволяет выбрать подходящий с учетом индивидуальных потребностей (дальность поездок, длительный накат, преодоление высоких подъемов и т.п.)
Легкость продажи или апгрейда. В случае если потребуется изменить характеристики электровелосипеда, не нужно покупать целое транспортное средство. Достаточно просто купить деталь, которая необходима. Тем более что продать электровелосипед намного сложнее, чем комплектующие элементы.
Аксессуары и комплектующие. Можно постоянно проводить самостоятельное усовершенствование электровелосипеда.

Аккумулятор для мотор-колеса

Современные мотор-колеса укомплектованы литий-ионными либо литий-железофосфатными АКБ и платой управления батареей (БСМ). Плата контролирует равномерность заряда батареи и параметры разрядки/зарядки, препятствует возникновению короткого замыкания. Скорость определяется напряжением АКБ, а дальность передвижения зависит от произведения напряжения на емкость.

Батарейный блок Xiaomi Himo V1

Самый дешевый вариант АКБ – это гелиевые аккумуляторы, однако их можно использовать даже при низких температурах (при этом происходит потеря емкости). Однако и недостатков у таких батарей немало:

громоздкая конструкция;
большое время зарядки (до 10 часов);
низкие показатели постоянной мощности отдачи;
ограниченное количество циклов – в пределах 150-200.

Литий-ионные аккумуляторы – самые легкие и обладают максимальной удельной емкостью.

Но их нельзя использовать при отрицательных температурах. Кроме того, они обладают низкой постоянной мощностью отдачи, высоким сопротивлением. Существенными недостатками является возможность возгорания (при коротких замыканиях или неисправностях БМС), а также невозможность оперативной зарядки. Циклы заряд-разряд в среднем находятся в диапазоне 300-400.

Блок с батареей на раме велосипеда

Железо-фосфатные аккумуляторы имеют длительный срок службы (при условии наличия железного корпуса). В пакетах такие изделия служат 200-400 циклов, так как систематически вздуваются и рвутся. Такие аккумуляторы незаменимы зимой. Они выдерживают температуры до -20 0 С. Кроме того, их можно быстро заряжать (около часа). Мощность отдачи подходит для мощных двигателей и составляет 1500 ВТ для 48В-10 Ач. Абсолютно пожаробезопасный элемент, не подвержен возгоранию. Это достаточно дорогие АКБ, однако относительно срока эксплуатации это оправдано. Они обладают на 30% меньшей удельной емкостью в сравнении с литий-ионными аккумуляторами.

На рынке можно встретить литий-полимерные аккумуляторы в мягком корпусе (их называют «котлеты», «липоли», «пакеты»). Они не пригодны для электровелосипедов, так как не выдерживают ударов и вибраций.

Контроллер для мотор-колеса

Запустить мотор-колесо, а также управлять скоростью его вращения и останавливать можно с помощью специального устройства – контроллера. Это одна из главных деталей, которая обеспечивает бесперебойную работу электровелосипедов. Он является своеобразным посредником между рулевым управлением и электродвигателем. Также с помощью контроллера происходит подача тока к мотору и электросоставляющим от батареи. Его работу можно сравнить с работой мозга.

36V/48V 350W контролер мотор-колеса

Изначально контроллер получает сигнал от электрооборудования, далее обрабатывает полученную информацию и координирует работу электрической системы. Механизм регулирует мощность мотор-колеса на основании широтно-импульсных модуляций. Интенсивность вращения мотора определяется амплитудой прилагаемого напряжения.

Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?

Интересно, что в некоторых странах мощность электровелосипедов строго ограничена. Например, такой лимит составляет 200W в Англии и Австралии. В США ограничена максимальная скорость передвижения. Однако в большинстве стран подобные ограничения отсутствуют.

Расчет мотор колеса

В этом случае выбор сугубо индивидуален, и трудно сказать, что есть какие-то определенные правила или характеристики, которые характеризуют один товар как хороший, а другой – как плохой. Один из самых главных критериев – мощность. От нее зависит эффективность работы велосипеда. Чем большей мощностью обладает мотор-колесо, тем большую скорость он может развить, и тем выше его тяговая функция.

Наиболее практичным вариантом является показатель в 48V / 500W. Для комфортной езды по равнинам и холмистым путям с приличной скоростью это то, что нужно. А установка системы ограничения скоростного режима может регулировать движение, делая его более безопасным. Велосипед может разгоняться до 40-45 км/ч.

Мощность 250-350W соответствует наиболее недорогим и малогабаритным электромоторам. Такой агрегат очень легкий, электродвигатель практически не утяжеляет конструкцию. Такой велосипед рассчитан на движение по ровной местности. Максимальная скорость составляет 25 км/ч, это достаточно безопасный режим езды. Вследствие небольшой тяговой силы не рекомендуются для людей с весом выше 70 кг.

Также следует учитывать, что чем больше мощность электровелосипеда, тем больше его вес. Если придется крутить педали, фактор веса тоже немаловажен. Для обеспечения большей мощности нужно покупать более мощные аккумуляторы, что пропорционально отражается на их стоимости.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

В реальной жизни стандартный двигатель с мощностью 250Вт и скромные усилия велосипедиста в 250Вт могут с легкостью обеспечивать езду при скорости в 10 км/ч. Совокупные усилия человека и техники образуют серьезную мощность в 500Вт.

Эта мощность позволяет велогонщику с легкостью преодолеть уклон в 17,5%, не сбавляя скорости. А если чуть снизить скорость до 8 км/ч, то можно сохранить свои усилия в 250Вт. Если взбираться на тот же холм, то мотор будет работать на 80% при мощности в 200Вт. Пропорционально снизится мощность и процент работы (60% и 125 Вт), если велогонщик сбавит скорость до 6 км/ч при тех же условиях.

Казалось бы, эти цифры говорят, что велосипедист и сам может справиться с заездом на горку, зачем для этого электровелосипед. Однако более явный результат прослеживается, если велогонщик вообще не будет крутить педали, и вся мощность будет исходить из двигателя.

Для того чтобы подняться на склон в 17,5% на скорости в 10 км/ч потребуется 100% работа двигателя в 500Вт. Снижение скорости до 8 км/ч пропорционально отражается на работе мотора – мощность снижается до 400Вт, и агрегат работает уже на 80%. Скорость в 6 км/ч сократит режим работы двигателя практически вдвое от первоначальных показателей – 250 Вт и 50% работы мотора.

Купить мотор колесо для велосипеда

Динамика изменения средней цены за 2019 год

Дешевое мотор колесо для электровелосипеда начинается в Москве с ценника в 12 990 ₽. Это модель Eltreco 36V 350W LED 20″.

Мотор-колеса для велосипеда: какими бывают и как подобрать?

Сегодня велосипедистов, не поставивших на свой байк мотор-колесо, всё чаще называют ретроградами. «Только ветер, только педали, только экстрим» – такой призыв всё менее актуален. Изнеженный городской потребитель, привыкший ездить на авто, даже если и купит велосипед, вскоре склонится к тому, чтобы поставить на него мотор-колесо, тем более такие приспособления дешевеют год от года.

Особенности

Велосипедное мотор-колесо функционирует по одному и тому же принципу действия. Неважно, прямая в нём передача (непосредственно с ротора) или редукторная (уменьшение числа оборотов двигателя на передаточное число). Всякий электромотор для байка включает в себя статор и ротор. На роторе закреплены магниты. Их поле, взаимодействуя с электромагнитным полем катушек статора, заставляет ротор крутиться.

Сам по себе статор представляет собой катушки, намотанные в зазорах каркаса, состоящего из стальных пластин. Чаще всего эти пластины выполнены из электротехнической или трансформаторной стали. Конструкция статора имеет вид многоугольной рамы с лучами, сходящимися в центре.

Обмотки – это катушки, намотанные из медного эмальпровода. Именно медь является лучшим проводником. Численность катушек – до нескольких десятков, но это число кратно 3. Мотор-колесо напоминает трёхфазный двигатель, по сути, это так и есть: для устойчивого вращения с определённой силой на катушки, отстоящие друг от друга пофазно, подаются чередующиеся импульсы, напоминающие трёхфазное переменное напряжение. На самом деле это не синусоидальная форма электросигнала, а последовательность прямоугольных импульсов постоянного напряжения. Их, в свою очередь, формирует драйвер – плата контроллера, использующая энергию источника питания (аккумулятора).

Постоянство и результативность вращения ротора обеспечивают три датчика Холла. Их работа устроена следующим образом:

фиксация позиции ротора по отношению к статору;
восприятие магнитного поля от магнитов;
переадресация сигнала на драйвер;
формирование импульсов на драйвере для катушек статора.

Для управления скоростью велосипеда, а, точнее, числом оборотов ротора в минуту, используется рукоятка газа. Датчик торможения велосипеда прекращает подачу питающего тока на двигатель.

Плюсы и минусы

Преимущества применения мотор-колеса состоят в следующем.

Повышенный КПД – не менее 90%. Не у всякого электромотора такой коэффициент – например, у коллекторных, которым достаточен никоим образом не преобразованный постоянный ток, КПД составляет менее 70%.
Простота исполнения, надёжность.
Нет трущихся частей (например, колец и щёток) – двигатель может работать десятилетиями, если на качестве материалов производитель не экономит.
Возможность быстрой езды: полукиловаттное мотор-колесо даёт роторное усилие, в ходе которого достигается скорость велосипеда до 45 км/ч по дорогам без уклона.
Возможность в случае надобности снять комплект, придав велосипеду первоначальную комплектацию. При повторной установке мотор-комплекта внешний вид велосипеда существенно не изменится – мотор устанавливается лишь на само колесо.
Существенное облегчение езды в подъём и против ветра.
Равномерная и плавная работа мотора обеспечит быструю адаптацию к новой скорости и безрывковое ускорение.
Полностью бесшумная работа моторного колеса.

Недостатков эта установка также не лишена.

Малый крутящий момент – меньше, чем у моторов иных типов и разновидностей.
Невозможность создать более компактную конструкцию на базе такого мотора.
Повышенный вес. Некоторые другие моторы, например, всё тот же коллекторный, обладают значительно меньшим – в 1,5 и более раз – весом.

Тем не менее в целом эти двигатели надёжны и долговечны – они относятся к бесколлекторным. Этим они и привлекают велосамодельщиков.

Обзор видов

Все готовые комплекты, в состав которых входят мотор-колёса, комплектуются контроллером и аккумулятором. Однако те, кто не ставит мотор-колёса в комплекте с остальными деталями, заказывают все компоненты системы по отдельности: само мотор-колесо, аккумулятор и контроллер с ручкой газа.

Прежде чем строить систему электротяги, новичок сталкивается с редукторным и безредукторным мотор-колёсами. Редукторное использует шестерёночный передаточный механизм, где частота вращения (число оборотов) самого электродвигателя в несколько раз — на передаточное число редуктора — больше, чем у вала, которым колесо в итоге и раскручивается.

Редукторное колесо увеличивает крутящий момент, но снижает скорость передвижения велосипедиста до 30 км/ч. У безредукторного — колесо с прямым приводом — отсутствует сам редуктор и связанные с ним потери, что освобождает механизм от трущихся шестерёнок, гораздо чаще нуждающихся в смазывании, чем сами подшипники двигателя. Крутящий момент существенно ниже на мощности до 1500 Вт, но появляется возможность разогнаться до 50–100 км/ч в зависимости от мощности мотора.

Мотор-колесо с возможностью рекуперации (возврата) части потраченной электроэнергии позволяет вернуть её в небольшом количестве – порядка 6% от потраченной мощности. Так как КПД такой системы из-за естественных потерь в проводах, обмотках, контроллере и аккумуляторе не может быть равным единице, то обойтись без внешнего вложения дополнительной энергии не удастся. А пополнять запас электроэнергии можно лишь двумя путями.

Переключить мотор-колесо в режим заряда аккумуляторов. Тогда вращать педали будет как минимум вдвое тяжелее – из-за торможения, оказываемого нагрузкой на обмотки.
Найти место, где можно просто зарядить батареи. Оптимальным был бы вариант, при котором на рюкзаке и на одежде ставятся солнечные батареи, когда путешествие на моторизованном велосипеде полностью автономно.

Кроме того, в начале и в конце спуска тормоз мотор-колесом не выполняется. А оно, как уже говорилось, в режиме генератора заметно гасит скорость езды.

Также мотор-колесо может быть задним – устанавливается на заднее колесо. Аналогично ставится переднее. Тогда велосипед становится задне- или переднеприводным соответственно. Для существенного увеличения скорости можно сделать велосипед полноприводным, моторизовав оба колеса.

Размеры

Размер мотор-колеса определяется по диаметру обода. Будет ли у вас диаметр 29, 26, 20 или 16 дюймов, от этого зависят скорость и тяга. Чем больше диаметр обода, тем больше скорость, но меньше тяга, и наоборот. С меньшей тягой вы будете дольше разгоняться. Добавить тягу можно лишь одним способом – помогать мотору педалями.

Возможен вариант, при котором вы можете переспицевать колесо с обычной втулки на моторную, используя, например, для обода с диаметром в 28 дюймов спицы от обычного велосипеда с колёсами на 20 дюймов. Тем же, кто не умеет или не хочет возиться с полным перебором спиц, советуют сразу заказать в Китае готовое мотор-колесо с нужным типом двигателя.

Советы по выбору

Определитесь, чего именно вы хотите от вашего велосипеда.

Скорость до 35 км/чбез особых усилий и какого-либо особого уровня физразвития. При этом ваш велосипед не избавляется от своих первоначальных функций – вы в любой момент перейдёте по своему желанию обратно на педалирование ногами. Стоит такая доработка в целом от 350 $.
50 км/ч – комплектация электромопеда. При этом вы можете не переключиться так же легко на педалирование – аккумуляторный блок, более мощное мотор-колесо и такой же контроллер весят ещё килограммов на 5–10 больше. Цена доработки – от 600 $.
Велосипед станет электробайком – мотоциклом на электротяге. Вы с лёгкостью разгонитесь до 90 км/ч. Но помните: в этом случае вам обязательно понадобятся усиленные обода и втулки – может быть, как на велотандеме. Дело в том, что усиленная тяга требует и повышенной нагрузки. Ваши тонкие ободья от шоссейного велосипеда попросту разлетятся на части, а вы можете разбиться. Цена доработки байка под электромотоцикл обойдётся не менее 2300 $.

Что бы вы ни предпочли – ответственность за свой выбор вы сами и несёте.

Электровелосипед в минимальной комплектации

Масса набора под электровелосипед – мотор на колесо (без переспицовки колеса), аккумуляторный блок и контроллер – составят не менее 4 кг по весу. Этого хватит для обычной езды по городу или по просёлочным дорогам. Неплохие двигатели производит, к примеру, фирма Bafang 8FUN. Рабочая мощность двигателей 250–750 Вт, но при превышении мощности в 350 Вт такой мотор может заметно перегреваться, что изрядно подсократит его срок службы.

Вес мотор-колеса (без резины) составляет не менее 2 кг. Развить скорость до 35 км/ч при среднем весе райдера в 90 кг ему вполне по силам – сам ездок вообще может не прилагать усилий к вращению педалей. То же самое можно получить и без мотора, переключившись на последнюю скорость от педалей и при езде без подъёма либо спуска. При езде в горку потребуется помощь велосипедиста через педали – двигатель может не осилить подъём. В сочетании того и другого вы можете получить скорость, выдаваемую однокиловаттным двигателем, включённым на старте. Мобильность и относительная лёгкость байка при этом гарантирована.

Этот же набор можно выбрать и для детского, а, точнее, для подросткового велосипеда. Но большая, чем 250 Вт, мощность мотор-колеса для него будет уже недостижима. «Подростковая» рама не рассчитана на больший, чем 65–70 кг, вес. Правила дорожного движения запрещают детям младше 14 лет пользоваться какими-либо электронаборами для велосипеда.

Надобности в мотор-колесе на полкиловатта нет – оно само по себе весит не 2, а 4–5 кг, при этом забирает вдвое больше электричества от батареи аккумуляторов, чем его 350-ваттный собрат. 500… 600-ваттное мотор-колесо – это «костыль», не прошедший «естественный отбор» ни в проектах, ни на практике у пользователей: часть велосипедистов отметила, что толку в итоге от него меньше, чем от 300-ваттного.

В «мопедном» сборе

Эта комплектация позволяет не только получить скорость, равную в среднем 48 км/ч, но и без труда покорять любые подъёмы в условиях города и горных трасс. Для достижения таких результатов требуется подобрать движок мощностью в 1200–1500 Вт. Такое мотор-колесо обладает массой от 6–8 кг (без учёта резины). Обеспечить такой мотор бесперебойной подачей энергии поможет более тяжёлый и дорогой блок аккумуляторов, весящий не менее 5 кг.

Рискнув повысить напряжение с 48 до 72 вольт, вы получите скорость, предельную для города – не ниже 60 км/ч, но при этом мотор будет быстрее и сильнее перегреваться, что вынуждает запускать его лишь ненадолго.

«Мотоциклетный» набор

Переделка велосипеда под моторную тягу, скажем, на 3 кВт, вынудит владельца усилить раму. Во-первых, и комплект, и сама тяга, создаваемая двигателем порядка нескольких киловатт, потребует повышенной нагрузки. Иначе первыми пострадают колёса (на ободьях появятся огромные «восьмёрки»), затем начнёт разваливаться сама рама – обвес аккумуляторов и контроллера добавит не менее 15 кг. Предельно допустимая нагрузка – лишь вдвое больше от номинальной, таково основное правило для всех мотор-колёс.

Чтобы поставить усиленный набор для электровелосипеда III категории, нужно усилить дропауты, полностью сменить или дооснастить перья рамы, поставить специальный балансир, как на настоящих мотоциклах. Номинальный двигатель в 3 кВт обладает уже достаточной силой, чтобы деформировать перья рамы для обычного велосипеда, даже когда вы его прогоняете в неподвижном режиме, приподняв то колесо, на котором и установлен мотор, на специальном подвесе.

Не усилив раму специальным образом, вы вряд ли сможете использовать мотор с мощностью до нескольких киловатт. Скорость более 40 км/ч требует уже хорошей амортизации – без неё вас просто выбросит из седла, стоит вам наехать на небольшой ухаб или трещину поперёк дороги. Вилка – от мотоцикла или от даунхилльного велосипеда (последний имеет внушительную массу и самую высокую прочность, недостижимую для велосипедов иных типов и разновидностей). Аккумуляторный блок здесь также весит от 20 кг.

Как установить?

Любителям езды более близкой к экстремальному катанию, мотор-колесо опытные мастера советуют поставить назад. Заднее мотор-колесо лучше сцепляется с дорогой, чем переднее – это важно на резких поворотах, проходимых при повышенной скорости.

Однако скользкая дорога менее управляема из-за худшего распределения веса. Ситуацию ухудшает и аккумулятор, закреплённый на багажнике. Исправляет ситуацию редукторное мотор-колесо, обладающее меньшим весом, литий-ионные аккумуляторы, обладающие повышенной удельной энергией. Альтернатива – свинцово-кислотные батареи на средней (внутренней) трубе рамы. И всё же заднее мотор-колесо вносит вклад в повышение прочности всей конструкции.

Мотор должен быть согласован с рекомендуемым диаметром обода (колёсной базы) и шириной втулки. Уточнить диаметр обода можно на боковине покрышки. Ширина втулки не выходит за пределы 14,5 см – большинство мотор-комплектов спроектированы под это значение.

При невозможности совместить мотор-колесо со скоростной кассетой (например, на 9 звёзд) смените последнюю на 5-звёздную. В крайнем случае оставьте лишь одну звёздочку либо раздвиньте перья рамы на 2 см. Последнее алюминиевая рама может не выдержать – экспериментируйте на стальной раме.

Электропровод должен выходить не справа, где работает механизм переключения скоростей, а слева. Отвинтите гайки, держащие мотор-колесо, и выньте его. Соберите мотор-колесо, руководствуясь инструкцией по сборке. Если вам что-то не ясно до конца – обратитесь к работникам «саппорта» на сайте компании или магазина, продавшего вам мотор-колесо. Зачастую лучше заручиться поддержкой специалистов, т. к. можно легко сжечь контроллер. А без контроллера вы не поедете, если у вас не коллекторный мотор, которому ничего не нужно, кроме постоянного тока.

Не спешите затягивать «намертво» все элементы, пока не убедитесь в работоспособности и исправности мотора.

После сборки опробуйте мотор-колесо вхолостую – оно не должно «восьмерить». Если это не так — устраните «восьмёрки» на ободе, натянув спицы при помощи спиц-ключа. Опробуйте работу контроллера и ручки газа. Если всё работает исправно – сделайте тестовый заезд на небольшой скорости.

Установка переднего мотор-колеса проще. Само по себе переднее колесо не содержит никаких звёздочек. Помешать работе переднего мотор-колеса там попросту нечему. Не имеет значения, справа или слева – по ходу движения – вы выведете питающий кабель. Даже если вы раздвинете вилку, это не отразится на прочности и устойчивости велосипеда.

Единственное – не перепутайте направление движения колеса: при неправильной установке вы, не опробовав работу мотора, внезапно поедете задом наперёд, и велосипед превратится в транспортное средство с задним рулевым колесом. Парадоксальна ситуация, когда ручку газа заклинит: вы можете врезаться в столб или столкнуться с едущей сзади машиной, даже если она затормозит перед вами.

Собранное мотор-колесо боится ливней, прохождения вброд через реки и болота – при погружении в воду или заливании струями воды датчики Холла могут выйти из строя. Заранее позаботьтесь о герметизации – или хотя бы о прикрытии от прямых струй воды – внутренностей мотор-колеса. Зачастую производители сами устанавливают специальные круглые заслонки, позволяющие защитить колесо от прямых брызг воды и/или грязи во время езды – убедитесь, что они подходят к расположению спиц колеса.

О том, как выбрать мотор-колесо для велосипеда, смотрите в следующем видео.

Как выбрать мотор колесо для велосипеда

Принцип действия мотор-колеса оказался настолько удачным, что теперь используется во всех форматах электротранспорта и, по большому счету, стал основным, вытеснив цепную передачу. Мотор-колеса конструкционно делятся на следующие типы:

Редукторные. Оснащены специальным механизмом (редуктором) и муфтой, позволяющими свободно регулировать обороты. Главный плюс конструкции – они позволяют колесу вращаться при даже отсутствии тягового усилия. Данный тип привода используется с маломощных гаджетах, которые эксплуатируются в относительно «мягких» городских условиях. Малая масса таких МК делает их идеальными для детских электровелосипедов и самокатов.
Безредукторные. Такие МК не имеют передаточных механизмов, в них ротор и статор имеют прямое соединение. Благодаря такой упрощенной конструкции эти колеса более надежны, обладают лучшей тяговитостью и скоростью, способны работать с тяжелыми нагрузками без проблем 5 и более лет.

Также при выборе электротранспорта стоит обратить внимание на расположение мотор-колеса. Оно может быть передним или задним. Особенно этот аспект актуален для велосипедов, где из-за высокого центра тяжести важна правильная развесовка. При расположении МК в переднем колесе райдер будет постоянно чувствовать неудобство из-за дополнительной нагрузки на руки (управлять тяжело физически) и снижения маневренности «железного коня». Если велосипед с расположением колесного электродвигателя в задней части, то от поездок остается получать только удовольствие.

Решая, какое выбрать мотор-колесо, обязательно учитывайте перечисленные выше рекомендации, основанные на плюсах конструкционного исполнения.

Как выбрать мотор колесо для велосипеда

Выбор мотор-колеса на 99 процентов зависит от того, в каких условиях будет происходить эксплуатация и каких показателей от транспорта хочет добиться его владелец. Ниже перечислены 3 типичных ситуации выбора:

Нужна невысокая максимальная скорость, в планах кататься по городу. В этом случае подойдет МК невысокой мощности редукторного типа – хватит и 250 Вт. Такие модели имеют сравнительно небольшой вес (не нужен тяжелый аккумулятор), легко управляются и стоят недорого. Если райдеру захочется добавить скорости (необходимость будет ощущаться при разгонах), он всегда может помочь своему устройству ногами.
Требуется скорость на уровне 50 км/час, в планах езда не только по паркам, но и по дорогам общего пользования, пересеченной местности. В данном случае подбирать следует гаджет с МК мощностью от 1000 Вт. Остановить свой выбор можно как на редукторном, так и безредукторном вариантах. Однозначно, расположение колеса должно быть задним. Вес всех электропримочек (МК, аккумулятор) такого гаджета будет в 3-4 раза больше, чем у первого варианта.
В планах разгоняться до 90-100 км/час, средства позволяют приобрести дорогой транспорт. В этом случае выбираем из редукторных МК мощностью 3000 Вт и более. Фактически, это уже не велосипеды, а электрические аналоги мотоцикла, способные перемещаться на дальние расстояния и по любой местности. Вес такого гаджета будет соответствующим – плюс 30-40 килограмм добавят только МК с батареей.

На аналогичные характеристики можно опираться при подборе специальных комплектов, с помощью которых велосипед из чисто механического превращают в «электро». Важно учитывать, что устанавливать мощные комплекты можно только на велосипеды, обладающие достаточным запасом прочности – МК мощностью 1500 Вт и выше можно ставить на горные велосипеды или модели для даунхилла. Дополнительно придется решать вопрос, как подобрать контроллер для мотор-колеса.

Заключение

Решая, как выбрать электроколесо для велосипеда, необходимо оценить планируемые условия работы гаджета. Чем тяжелее планируется будущая жизнь железного коня, тем мощнее должно быть колесо. Для сложных условий (пересеченная местность, подъемы, высокая скорость) подойдут МК безредукторного типа.er

Что такое мотор-колесо для велосипеда и как его выбрать

9 mins Автор: Михаил Скворцов 77

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

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

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

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

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

Специализация электромоторов

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

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

Крутящий момент

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

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

Спуск с горки

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

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

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

Анализ разных электронаборов

Есть два возможных варианта электрических наборов для велосипедов:

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

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

Обычное моторколесо или редукторное?

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

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

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

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

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

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

Примеры из реальных жизненных ситуаций

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

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

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

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

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

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

Гонка по городу на собранном своими руками электровелосипеде с моторколесом:

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

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

Какие бывают и как выбрать мотор колесо для велосипеда

Многие сегодня приобретают новомодные транспортные средства, в действие которые приводит мотор колесо для велосипеда. С ними не нужно стоять в пробках и можно быстро добраться в нужное место, не вдыхая вредные газы и не тратясь на заправку маслом и топливом, получая от езды положительные эмоции, без труда поднимаясь в гору и не замечая встречного ветра.

Электровелосипед только увеличивает силу райдера, но не заменяет ее полностью. Значит, на педали все же придется нажимать, т.е. в этом мобильном транспорте объединены усилия человека и мотора в отличие от средств передвижения, в которых используется толкание конструкции вперед исключительно за счет двигателя.

Подобные средства передвижения, использующие мощность различных источников, называют гибридными.

Для того, чтобы подняться в горку подойдет даже не очень сильный мотор велосипедный, которому, в крайнем случае, можно помощь вращением педелей.

Другими словами, покупая экологичный и относительно недорогой велосипед электрический, важно выбрать мотор колесо для велосипеда оптимальной мощности.

Разновидности электромоторов

Мотор-колеса отдельно и в готовых комплектах до 4500W

Промышленность выпускает мотор-колеса разной специализации. Одни предназначены для преодоления подъемов, другие ориентированы на максимальный пробег или наибольшую скорость.

Моторы с высокой мощностью, отличаются значительным крутящим моментом и хорошо «идут» в гору. Но дальность поездки у них снижена из-за быстрой разрядки аккумулятора.

КПД мотора не является по мощности величиной постоянной. При некоторой скорости коэффициент полезного действия имеет максимальную величину, которая меняется при ускорении или замедлении.

Момент крутящий

Мотор-колесо 16″ 48В 350Вт для электрификации

Его величина снижается всегда при поездках в гору, поэтому переключать передачи в таких случаях нужно реже, а начинать подъем с соответствующей скорости.

Даже для двигателя с редуктором значение имеет переключение скоростей, ведь ему приходится менять обороты. Правильным будет, если после переключения скорости гонщик через педали даст дополнительный толчок.

Влияет переключение скоростей как на заднее мотор-колесо, так и на колесо переднее.

Спуски

Следующим участком пути, после подъема в гору, будет спуск, во время которого при регенеративном торможении есть возможность подзарядить батарею за счет электромотора, чтобы дальность поездки увеличить (порой на значительную величину).

Мотор электрический, сконструированный Шкондиным, позволяет возвращать во время регенерации практически всю энергию, затраченную на подъем.

Если райдер желает, не пользуясь тормозами, снизить скорость на спуске, оснащение таким мотор — колесом станет отличным решением.

У каждого двигателя электрического помимо сопротивления регенеративного присутствует трение внутреннее, поэтому наибольшая скорость также немного снижается при накате в сравнении с классическими велобайками.

Имеется два типа моторов:

Устанавливаемые в колесо – не используют достоинств системы скоростей велосипедов. Рассчитывать, поднимаясь в гору, на их максимальную эффективность в данном случае не приходится;
Встроенные в каретку и допускающие возможность одновременного вращения педалей. Задействована подобная система через цепную велосипедную передачу, из-за которой несколько снижается из-за трения эффективность, но есть возможность оптимизации КПД при переходе между передачами.

Мотор колесо встроенное в колесо

Что лучше: мотор колесо или редукторное?

Последнее дает возможность ехать с низким передаточным отношением, что райдеру поможет покорять подъемы. Мотор колесо, при этом, функционирует, приближаясь к максимальному значению КПД, поскольку функционирует на повышенных оборотах.

Но, поскольку потерь на трение сложной системе не избежать, незначительное снижение эффективности двигателя будет наблюдаться.

Безредукторная система не может понижать обороты мотора, поэтому у них не будет величиной постоянной коэффициент полезного действия. Он зависит сильно от скорости.

У столь простых систем, тем не менее, общее значение КПД выше, чем у двигателей редукторных.

Поэтому, решать, какой из моторов выбрать приходится каждому:

первые поддерживают КПД постоянным в широком диапазоне передач, а вторые- характеризуются большим КПД суммарным, хотя у них неизбежны потери при уменьшении скорости;
для тех, кому часто приходится подниматься на горки или перевозить тяжести важно знать, что в таких случаях отмечается снижение средней скорости, поэтому правильным выбором будет колесо редукторное;
в других ситуациях двигатель, не занижающий передачи, с работой справляется эффективнее.

Если говорить о том, в какое колесо правильнее ставить редукторный мотор, то переднее лучше не рассматривать вообще, поскольку ему нужно обеспечить свободный контакт.

Достаточно выбрать для ежедневных «покатушек» мотор, мощность которого 250 W.

Итог: Выбор колеса, как стало понятно, зависит от необходимо тяги и скорости, от условий эксплуатации.

Чтобы электрический велосипед наилучшим образом удовлетворял запросы пользователей, к его выбору подходить нужно серьезно. От характеристик средства передвижения напрямую зависит комфорт во время езды и продолжительность срока службы железного друга.

Лучшим образом подойдут редукторные моторы мощностью 250-350 Вт, если:

местность, по которой предполагается ездить, ровная, а величина встречающихся на пути уклонов не превышает 12 градусов;
масса райдера не более 90 кг;
скорость во время езды 25-30 км/ч;
используется параллельно электротяга и педалирование.

Для холмистой местности потребуется мотор редукторный большей мощности — 500 Вт, если оптимальная скорость езды составляет 30-35 км/ч.

С прямым приводом мотор-колесо выбирают в ситуациях:

ездить предполагается на скорости 35 км/ч и необходима хорошая тяга (500-600 Вт);
катание на скорости 45 км/ч требует мотора с прямым приводом -800-1000 Вт;
по-прежнему необходима тяга, но ехать предполагается со скоростью 50 км/ч-1200-1500 Вт.

Важно знать, что, установив батарею и мотор, практически каждый велосипед, легко перевоплотить в электрический. Причем, чаще едет такая конструкция лучше многих серийных моделей с такими же техническими параметрами. Стоит же комплект мотора для велосипеда в разы меньше.

Очень привлекательны велосипеды электрически тем, что законодательством предусмотрена езда на них без регистрации.

Выбор колес для различных конструкций велосипедов

Помимо уже перечисленных моментов, при самостоятельном переоборудовании просто железного коня в электрический с помощью комплекта мотор колеса для велосипеда, можно говорить о выборе мотор-колеса. зависящем от велосипедной конструкции.

Вилки

Выбор двигателя для недорогих велобайков

У дешевых байков стоимостью до 150 долларов вилка прочностью не отличается, поэтому планируемое для установки впереди мотор-колесо не должно быть мощным:

редукторные – до 350 Вт;
прямоприводные – до 800 Вт.

Передняя вилка, если принято решение мотор устанавливать на нее, не может быть шириной меньше 100 мм.

Более прочной является вилка задняя с шириной 135-145 миллиметров, имеющая форму треугольника. Она выдержит 1000-ваттное редукторное колесо и 1500-киловатное прямоприводное.

Если у последних мощность превышает отметку 2000 Вт, устанавливать мотор-колесо целесообразно только сзади, предварительно усилив вилку.

Для вилки передней, на которую крепится редукторный мотор 500 и более ватт, усиление тоже обязательно.

Зависимость выбора от трансмиссии

На принятие решения о том, на какое из колес установить мотор, зависит, помимо качества вилки, от трансмиссии, имеющейся у байка:

планетарную заднюю втулку (если мотор планируется ставить сзади), необходимо снять;
кассету с трещоткой, звездочками заменяют кассетой с фривилом, оснащенную 6-7 звездами;
потребуется заменить подобную кассету с фривилом, имеющую от 8 до 10 звезд.

Важно: установка мотора — колеса переднего в плане последующего снятия, например, для возможного ремонта покрышек, намного проще. Но, из-за этого, всегда ухудшается управляемость.

Размер колес

От диаметра колес, оказывается также зависит выбор, ведь, чем колеса меньше, тем ниже скорость с мотор-колесом, но выше тяга, поэтому на гору заехать можно на 28-ободном байке с киловаттным двигателем и редукторнике с 16-дюймовыми колесами (350 Вт) с одинаковым успехом.

Обода

Они отличаются высотой профиля, поэтому требуют спиц различной длины для крепления мотор-колеса в обода, имеющие идентичный размер, но отличную величину высоты профиля.

Ее конструкции определяет место для установки контроллера и аккумулятора:

на классическую раму (трапециевидной) формы, литий-ионный аккумлятор в корпусе из пластика (или маломощную свинцовую), установить возможно внутри ее, поместив их в специальную сумку;
для рам со смещенными вниз трубами, или с трубой одной, для размещения батареи подойдет багажник;
для конструкций без багажника, складных и двухподвесных, его располагают на подседельной трубе, поместив предварительно в защитный кожух, либо в сумке на рулевой стойке.

Помните: Размещая на велосипеде, электронабор, что развесовки на осях нужно добиться оптимальной!

Мотор колеса для велосипедов купить недорого предлагают:

Как выбрать мотор колесо для велосипеда

Блоги
обзоры и новости в мире электротранспорта
обзоры и статьи о нашем товаре и работах
полезные статьи, помощь, FAQ
инструкции
Информация

Календарь
2020
- Март (2)
- 2019
  - Ноябрь (3)
  - Октябрь (1)
  - Июль (2)
  - Май (2)
  - Апрель (1)
  - Март (5)
  - 2018
    - Сентябрь (1)
    - Август (1)
    Выбираем мотор-колесо по характеристикам
    Итак, выбор мотор-колеса (МК), чем руководствоваться и как выбирать.
    Для того, чтобы правильно выбрать МК, надо знать, каких типов МК бывают и какие свойства (характеристики) важны при выборе. По типам МК делятся на два основных: Редукторные МК (Geared Hub Motor), и МК с прямым приводом (ДД, DD, Direct-Drive Hub Motor) Их конструкции отличаются тем, что у редукторного МК, как следует из названия, присутствует редуктор с отношением редукции обычно 1:4,1:5 и встроенный фривилл, который при накате позволяет вывешивать статор относительно ротора неподвижно, из за чего при движении накатом и на педалях ничто не мешает. У ДД мотора никаких промежуточных деталей нет, статор крепиться непосредственно к оси, ротор соединяется с крышкой, через которую и передается движение на колесо. Из за такой конструкции при движении накатом и на педалях возникает противоэдс (мотор как бы работает в режиме генератора) из за чего есть сопротивление вращению, получается хуже накат и небольшое сопротивление движению на педалях.
    ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОР-КОЛЕСА:
    - номинальная мощность. Указывает на то, на какую мощность рассчитан мотор. Как правило, обычно мотор может «переварить» без особых проблем 2 номинальных мощности, а в некоторых случаях и 3-4. От мощности, используемой МК, зависит скорость электровелосипеда. Более подробно зависимость скорости от мощности для разных видов МК можно посмотреть на симуляторе МК;
    - вес МК обычно пропорционален его мощности, чем больше вес, тем большую мощность можно в него «вкачать». Распределение по весу, сверхлегкие: 1.4 кг (250-350 вт), легкие: 2-3 кг (250-500 вт), средние: 4-6 кг (500-1500 вт), тяжёлые: 6-10 кг и больше (1000-3000 вт и больше);
    - номинальная RPM, количество оборотов в минуту на номинальной мощности. Указывает на то, скоростной это или тяговый мотор. МК с низким RPM обычно имеют хорошие тяговые характеристики, с высоким RPM низкие, что влияет на проходимость вела и динамику разгона. От RPM и диаметра колеса зависит, какую максимальную скорость сможет развить электровелосипед. RPM в скорость (км/ч) можно перевести по следующей формуле: Lm х RPM x 60/1000 = км/ч, где Lm — длина окружности колеса в метрах;
    - ширина, влияет на то, в какую переднюю или заднюю вилку можно поставить МК. Основные стандарты размеров ширин МК: 90-93, 100-105, 135, 145. Надо не забывать, что при выборе МК надо добавлять ширину трещетки (кассеты) и/или дискового тормоза, которые планируются использовать совместно с МК. Обычно с МК, устанавливаемом назад, используются трещётки на 6-7 звезд;
    - тип установки, передние или задние. Задние МК обычно имеют на крышке выступ с резьбой для установки стандартной трещётки или кассеты, на передних этого нет. У трещетки и кассеты разные крепления, поэтому на это тоже надо обращать внимание при выборе МК, обычно в МК присутствует крепление под трещётку, крепление под кассеты встречается не так часто и должно быть специально указано в описании МК (например, Bafang CST или QQ Cassete);
    - тип крепления тормоза, влияет на то, какой вид тормоза можно установить на данный МК: без крепления, крепление под дисковый тормоз, крепление под барабанный (роллерный) тормоз;
    - диаметр оси. Диаметр оси у МК может быть разный, у легких редукторных МК — 12 мм (QQ, Bafang), у более тяжёлых редукторных и ДД МК — 14 мм (MAC), у некоторых даже 16. Не смотря на разный размер оси практически все МК, устанавливаемые на велосипед, имеют «проточку» с двух сторон под стандартные велосипедные дропауты в 10 мм.
    ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОБОИХ ТИПОВ МОТОРОВ
    А теперь можно порассуждать о том, как лучше выбирать МК. Основной выбор, это конечно выбор между типами МК, редукторные или прямого привода (ДД).
    Шестерни редукторного мотор-колеса
    Основные преимущества редукторных мотор-колесо:
    - низкий вес, вес редукторных МК начинается от 1,4 кг (Keyde), 2-3 кг (QQ, Bafang) до 4,5 кг (MAC);
    - сочетание неплохих тяговых и скоростных характеристик, хорошая эффективность в большом диапазоне скоростей;
    - хороший накат и отсутствие препятствий педалированию из за наличия встроенного фривила.
    Недостатки редукторных мотор-колес:
    - не очень большая максимальная мощность, которую можно подавать на МК без риска сжечь мотор, для QQ и Bafang это обычно 800 вт (1 квт кратковременно), для MAC 1.2-1.5 квт (2 квт кратковременно). По Keyde данных пока нет;
    - меньший ресурс без обслуживания, большая склонность к поломкам при жестких режимах эксплуатации, типа больших стартовых токов и динамическиех нагрузок, что может привести к поломкам шестерёнок или фиривала. Это не значит, что редукторный МК намного менее надёжный, просто его «убить» проще при неграмотной или экстремальной эксплуатации;
    - отсутствие возможности рекуперации и электроторможения — больший шум из за наличия и вращения шестерёнок.
    Статор директ-драйв мотор-колеса
    Достоинства МК прямого привода:
    - простота и надежность конструкции;
    - наличие возможности рекуперации и электроторможения;
    - более низкий шум, особенно при наличии «синусного» управления.
    Недостатки МК прямого привода:
    - большой вес. Вес МК прямого привода начинается от 5,3 кг, обычно 6-7 кг. Существуют мини МК прямого привода (3-4 кг), но их мощность и тяговые характеристики очень «скромные» по сравнению с редукторными МК того же веса;
    - наибольшая эффективность МК достигается в достаточно узком диапазоне скоростей, т.е. например, на малых скоростях (движение в гору, по грунтам и т.д.) редукторный МК более эффективен чем МК прямого привода;
    - худший накат и небольшое сопротивление педалированию.
    Ротор директ-драйв мотор-колеса
    Итак, если вы собираетесь делать легкий электровел-ассистент, весом до 30 кг, скоростью до 45 км/ч и пробегом до 40 (60-80 в режиме помощника), то идеально подойдёт редукторный МК. Если нужен тяжелый «электропед», способный катить далеко и быстро, т.е. со скоростью выше 50 км/ч и на расстояние свыше 50 км (без педалей), то для этих целей хорошо подходит МК прямого привода (ДД).
    КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, С КАКОЙ СКОРОСТЬЮ ПОЕДЕТ ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫБРАННОГО МОТОР-КОЛЕСА?
    Это зависит от диаметра колеса в которое устанавливается МК и его номинальных оборотов. Номинальные обороты (которые достигаются при номинальной потребляемой мощности) должны указываться производителем (продавцом) в характеристиках МК. Формула перевода оборотов в скорость следующая: L х RPM x 60/1000 = км/ч Где: L — длина окружности колеса, RPM — номинальные обороты колеса.
    Соответственно при форсировании МК мощностью выше номинала, скорость возрастает, если хотите форсировать по скорости, поднимаете напряжение, если по тяге — ток. Грубо говоря, в общем случае, каждый вольт прибавки дает прирост в 1 км/ч (до 50 км/ч, дальше возрастание скорости от напряжения сильно нелинейное).
    ГДЕ КУПИТЬ МОТОР-КОЛЕСО?
    В нашем магазине мастерской можно купить любой из типов мотор-колес. Ознакомится с ассортиментом мотор-колес можете тут — мотор-колеса.
    Компоненты для сборки электровелосипеда
    Электрификация велосипеда – это современная разработка, которая давно используется в Европе и США. Развитые страны признают данный тип двигателя из-за того, что мотор колесо работает за счет электричества и не загрязняет окружающую среду.
    Мотор-колеса стоят недорого и являются самым экономичным способом перемещения, бесшумными и экологичными.
    В каталоге представлены ведущие производители мотор колёс как редукторного типа, так и безредукторные моторы прямого привода, чтобы понять какой именно электродвигатель вам подойдёт почитайте этот материал.
    Для электрификации колёсного транспортного средства типа велосипед, самокат, одного мотор колеса будет недостаточно, для сборки и электрификации также потребуется контроллер, дисплей, элементы управления, и конечно аккумулятор.
    Каталог компонентов для электровелосипеда:
    Электромотор — мотор колесо:
    В первую очередь нужно заказать электромотор для велосипеда они бывают трёх типов это — Редукторные моторы позиционируют себя как тяговые, то есть с такими моторами можно с лёгкостью подниматься на достаточно крутые подъёмы их скорость обычно составляет от 25 до 60 км\ч а мощность моторов от 250 вт до 1 kw.
    Без редукторные моторы прямого привода позиционируют себя как скоростные и достаточно мощные до 5kw на таких моторах можно разгоняться до 80 и более км\ч но для этого требуется мощные и ёмкие сборки аккумуляторов электровелосипеда.
    Кареточные моторы универсальные они устанавливаются как привод на переднюю звезду, имеют хорошие тяговые и скоростные характеристики.
    Котроллеры:
    Вторых необходимым компонентом является контроллер в основном это устройство предназначено для подачи на мотор-колесо поступающей от батареи аккумуляторной энергии. Магнитное поле, создаваемое током, протекающим по обмоткам, отталкивает и притягивает магниты ротора, что приводит колесо в движение. Основная задача контроллера — управление частотой вращения двигателя велосипеда. Но у него есть другие дополнительные функции, которые можно разделить на:
    - Регулирование скорости вращения двигателя.
    - Управление крутящим моментом.
    - Защита двигателя.
    Аккумуляторная батарея:
    Третьим необходимым компонентом является аккумуляторная батарея, которою можно собрать самостоятельно или заказать уже готовый. Велосипедная аккумуляторная батарея состоит из элементов (аккумуляторов) типа 18650 Li-ion, или более современных LiFepo4 так же важным компонентом аккумуляторной батареи является плата защиты BMS которая контролирует заряд / разряд \ нагрев аккумулятора. Аккумуляторная батарея характеризуется по параметрам мощность в вольтах может быть для электровелосипеда от 24 вольт и до 80 вольт, а то и более в зависимости от требований, а также ёмкость аккумулятора измеряется в амперах чем больше ампер, тем большее расстояние можно проехать на одном заряде.
    Элементы управления:
    Для управления скорости электровелосипеда потребуется элементы управления двигателем это могут быть курок газа, половинчатая ручка газа, или цельная ручка газа по типу как на мопедах или мотоциклах, только принцип работы естественно у них совсем другой в эти элементы встроен датчик холла и магнит, который перемещаясь подаёт сигналы на контроллер, который в свою очередь подаёт необходимый вольтаж на мотор колесо.
    Дисплей – компьютер:
    Дисплей, который также подключается к контроллеру и показывает такие значения как состояние заряда аккумулятора, скорость велосипеда, нагрузка и потребление ватт в текущий момент, а также другие параметры. Через дисплей можно чётко настроить работу контроллера и электровелосипеда в целом, на данный момент самыми распространёнными являются котроллеры КТ и LCD дисплеи.
    Ассистент датчик PAS:
    Для электровелосипеда неотъемлемой частью является датчик ассистента PAS он устанавливается на каретку передней звезды и при кручении педалями равномерно помогает, включая мотор колесо, мощность помощи можно регулировать кнопками, расположенными обычно на дисплее электровелосипеда. При помощи этого датчика можно проехать гораздо большие расстояния без существенной нагрузки на ноги.
    Для электрификации велосипеда требуются определённые компоненты, вы можете заказать как по отдельности, так и комплектом.
    Источники:
    https://velofans.ru/vibor/chto-takoe-elektrokoleso-raznovidnosti
    https://elecrating.com/elektrovelosipedy/motor-koleso/
    https://vplate.ru/velosiped/aksessuary/motor-kolesa/
    https://veloexpert33.ru/velosiped/kak-vybrat-motor-koleso-dlya-velosipeda.html
    https://elektro-velik.ru/electric-bike/