Ментальная карта. Все знания по мотор-колесам в одном месте только для профессионалов

Мотор-колесо состоит из выполненного на оси и встраиваемого в колесо электродвигателя, силовой передачи и тормозной системы. Такой электромотор вращает колесо без цепи, шестерен и других вспомогательных инструментов для передачи тяги. Он вращается вокруг собственной оси, закрепленной на вилке е-байка. Основными преимуществами мотор-колес являются:

• простота установки и нетребовательность к обслуживанию;
• практически нулевое трение;
• минимальные механические потери;
• высокий КПД – до 95%;
• эффективный обдув, уменьшающий нагрев мотора;
• широкий диапазон мощностей – от 250 до 1500 Вт и выше;
• способность генерировать энергию при накате, а затем отдавать ее аккумуляторной батарее (рекуперация энергии);
• компактность и привлекательный вид;
• отсутствие запаха топлива, масла, выхлопных газов и вредных выбросов в окружающую среду;
• тихая работа;
• высокая надежность;
• отличная тяга и динамика разгона;
• стабильный крутящий момент на любых оборотах;
• быстрый старт и комфортное передвижение без рывков при переключении скоростей;
• экономичность.

Принцип работы мотор-колеса

Магнитное поле, создаваемое в статоре мотор-колеса, действует на магниты ротора и вращает его. Статор изготавливается в форме многолучевой звезды из электротехнической стали. На лучах этой звезды расположены обмотки. При протекании тока лучи приобретают магнитные свойства и притягивают к себе магниты ротора. Многочисленные обмотки обеспечивают электромотору требуемую мощность и плавное вращение ротора.

Чтобы ротор непрерывно вращался, достаточно последовательно в определенные моменты времени подавать на обмотки импульсы напряжения. При близости к магниту проявляются магнитные свойства обмоток. Моменты подачи напряжения определяют 3 датчика Холла, находящиеся в статоре.

Они отправляют сигнал на контроллер, и он посылает импульсы напряжения на обмотки. В результате они превращаются в электромагниты. Магниты ротора притягиваются и тем самым вращают его. Скорость вращения регулируется ручкой газа и меняется в зависимости от напряжения, подаваемого на обмотки. При торможении питание электромотора отключается при помощи датчиков в тормозных рычагах.

Типы мотор-колес

Ступичные электромоторы бывают:

1. По месту установки – задние и передние, отличаются размерами дропаута оси. Передние мотор-колеса проще в установке, подходят для электрификации велосипедов всевозможных типов, обеспечивают хорошую динамику и эффект полного привода. Чтобы получить равномерное распределение веса, АКБ при использовании переднего мотор-колеса рекомендуется устанавливать на багажник. Задние мотор-колеса обеспечивают хорошую тягу и лучшее сцепление дорогой.
2. Заспицованные в двойной металлический обод или незаспицованные. Первый вариант проще в установке.
3. По мощности – маломощные (250–350 Вт), средней мощности (500–750 Вт), мощные (1000 Вт и выше).
4. По числу обмоток статора – тяговые и скоростные. Данная характеристика определяется при производстве мотора с учетом диаметра, обода колеса нужной скорости и тяговых свойств. Тяговая сила зависит от создаваемого мотор-колесом крутящего момента.
5. В зависимости от конструкции – редукторные и с прямым приводом. Редукторные модели содержат планетарный редуктор с шестернями, отличаются легким весом, компактными размерами и малой мощностью, позволяющей развивать скорость до 30 км/ч. Также редукторным мотор-колесам присущи высокий крутящий момент, большой накат и стойкость к токовым перегрузкам.

Прямоприводные мотор-колеса имеют максимально надежную конструкцию без трущихся элементов, обеспечивают отличную динамику разгона и долго служат без необходимости в техобслуживании. Они работают без люфта, шума и вибрации, имеют большой крутящий момент и  высокий КПД, позволяют развивать значительные скорости.

В чем секрет мотор-колеса Дуюнова

Мотор-колесо Дуюнова – это асинхронный двигатель без постоянных магнитов, использующий особую обмотку «славянка». В нем магнитное поле создают сами обмотки при подаче на них тока. Вращение колеса происходит при повороте поля под управлением контроллера. Совмещенная обмотка «славянка» уменьшает нагрузки на обмотки, повышает их температуру и продлевает срок службы мотора. Также есть мнение, что такой конструктив позволяет уменьшить на 15% пусковой ток и повысить на 30% энергоэффективность мотора.

Как подобрать мотор-колесо

При выборе ступичного электромотора нужно учитывать условия его предстоящего использования, пожелания владельца к развиваемой скорости и тяговым характеристикам двигателя. Для спокойной езды по городу и местности с незначительными перепадами высоты рекомендуется использовать редукторный электромотор мощностью 250–350 Вт. Для сравнения, прямоприводный мотор мощностью 500 Вт имеет крутящий момент, как у редукторного двигателя на 350 Вт, но позволяет развивать скорость до 45 км/ч.

Электромотор на 600–750 Вт обеспечивает скоростную езду по шоссе и легкий подъем в гору. При увеличении мощности до 800–1000 Вт получаем еще лучшие скоростные показатели и увеличенный крутящий момент. Это отличный выбор для езды по бездорожью, преодоления крутых горок и затяжных подъемов. Также для езды в горной местности и уверенного преодоления подъемов рекомендуется установка электромоторов мощностью 600–1000 Вт на оба колеса.

Как проверить мотор-колесо

Для проверки исправности мотор-колес используются специальные тестеры. Такой прибор позволяет быстро проверить исправность электромотора, включая состояние обмоток и датчиков Холла, последовательность фаз и фазовый угол. Также данный тестер используется для проверки состояния контроллера.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, как управлять скоростью на электровелосипеде.