Електроколесо для велосипеда і його установка своїми руками

Що таке електроколесо для велосипеда? Таким завуальованим «терміном» в просторіччі називають електровелосипед, тобто байк, що приводиться в рух не тільки мускульною силою велосипедиста, а й за допомогою електродвигуна. Двигун може використовуватися як на повній тязі, тобто без допомоги ніг, так і в режимі спільного використання з мускульною силою. Такий «тандем» хороший для подолання затяжних підйомів.

Кілька цікавих цифр про електровелосипед

  • Потужність двигуна (електроколеса) може відрізнятися в межах 150-2000 Вт, в середньому – 500 Вт, або 0,5 кВт.
  • Швидкість, яку здатний розвинути електродвигун велосипеда – від 25 до 60 км \ год. Це робить пристосування зручним на ділянках з невеликими перепадами висот і хорошим дорожнім покриттям, що забезпечує рівномірну тягу.
  • Маса електроколеса і акумуляторних батарей до велосипеда може становити достатньої величини в 15 – 20 кг і більше, при цьому велосипед в зборі може важити до 50 кг і більше.

масивні електробайкі
На ілюстрації масивні і «довгограючі» електробайкі, масою під 80 кг, більше схожі на мотоцикли початку ХХ ст.

Для того щоб електробайкі стало можливим створити, треба було впровадження у виробництво потужних акумуляторних батарей, здатних рівномірно видавати досить велику потужність.

Звичайно, заманливо придбати електромотор до велосипеда і зробити такий байк своїми руками або купити електровелосипед цілком, благо, що вже з 2002 року виробництвом подібних машин займаються провідні велостроїтельнимі компанії світу. Але для початку давайте розберемо докладніше недоліки і переваги подібних машин на електричній тязі. Головного переваги електромобілів – відсутність забруднення навколишнього середовища – електробайкі не мають, тому звернемося до відгуків їх господарів.

Електробайкі, звичайно, бувають заводські і саморобні. При цьому саморобними їх можна назвати з натяжкою, так як комплект вихідних деталей потрібно купувати самому. Доопрацювання і установка своїми руками зовсім не складна.

переваги

  • Може використовуватися як «резерв людських можливостей». Літні і люди, які не відчувають себе спортсменами, завжди можуть повернутися додому на електричній тязі або підключити її, наприклад, в разі сильного зустрічного вітру.
  • Електробайк в зв’язку з високою питомою потужністю і крутним моментом досить мобільний, в тому числі на снігу і бездоріжжі.
  • Якщо акумулятор повністю розряджений, їдемо як на звичайному байці. Крутимо педалі.
  • Зарядка акумулятора не вимагає особливого електрообладнання. Включив в розетку 220 вольт – і готово.
  • Важливим є той факт, що при досить високій швидкості не потрібна реєстрація в органах ГИБДД.

Але любителі електроколеса повинні враховувати і недоліки. Перерахуємо головні з них.

  • Значний підсумковий вага пристрою змушує використовувати м’язово-педальний режим як допоміжний. Забратися на круту гору буде легше пішки.
  • Девізом сучасних електровелосипедів є вираз: «їдемо мало, заряджаємо довго». Наприклад, час зарядки складає до 6-8 годин, а вистачає заряду в середньому на 50-60 км. Але 60 км – середній добовий пробіг при невисокій фізичній підготовці, тому в міських і приміських умовах цього ресурсу цілком достатньо.
  • Досить висока вартість електровелосипеда в порівнянні зі звичайним. Бюджетні моделі, такі, як VR-1стоят 25000 гривень (зліва), а повнопривідний двухкіловаттнік від компанії ELTRECO (виробник GOLDEN MOTOR) коштує цілих 92000 (праворуч).

VR-1ELTRECO від GOLDEN MOTOR

Отже, електричне колесо, по суті, той же екологічно чистий безшумний «мопед» з простим і «невонючім» обслуговуванням, який можна зберігати вдома.

Як влаштований електробайк?

Його основні частини наступні:

1.Собственно електродвигун, вмонтований в колесо, «мотор-колесо».
Мотор колесо

Принцип його роботи наступний: колесо є електродвигуном постійного струму. Нерухомий статор складається з встановлених по колу сталевих пластинок, розташованих у формі зірки, на кожен промінь намотана обмотка. При подачі струму на промінь утворюється магнітне поле, яке притягує постійні магніти ротора. Для великої потужності магніти містять рідкоземельні елемент неодим, а саме, в сплавах з залізом і бором або з ітрієм і кобальтом.

Так як обмоток може бути на статорі кілька десятків, то колесо досить потужне і володіє плавним рухом. Обмотки принципово підключаються як три штуки, що працюють по черзі.

Для того щоб на обмотки подавався струм в потрібний момент часу, коли кожна обмотка знаходиться навпроти відповідного магніту, потрібна їх синхронізація. Для цього в статорі встановлені три датчика Холла.
датчики Холла

Магнітне поле статора діє на ротор, а датчики Холла «сигналізують» контролеру, на яку обмотку потрібно подати імпульс напруги. Поданий імпульс перетворює обмотку в електромагніт, і виникає крутний момент внаслідок тяжіння різнойменних полюсів.

2. Електронний коммутирующий блок управління, або контролер. Його завдання – контролювати подачу струму від батареї акумуляторів на колесо, зберігаючи задану швидкість руху. Блоки управління випускаються в розрахунку на 36 В і 48 В. При виборі потрібно враховувати, щоб контролер перебував у вологозахищеному корпусі.
коммутирующий блок управління

3. Акумуляторна батарея – найважливіший агрегат електробайка. Тому вона кріпиться або в рамі, або на багажнику, який встановлюється додатково. Ємність батареї зазвичай 10-20 Ампер \ год, що лише вдвічі менше автомобільного акумулятора, що дає 55 А \ ч, правда, при 12 В.
акумулятор, закріплений на рамі
акумуляторна батарея на багажнику

4. Аналог «ручки газу», або регулятор швидкості, який діє за принципом звичайного реостата, змінюючи силу струму, що підводиться на електроколесо, а значить, на кількість потужності і на крутний момент в підсумку.
регулятор швидкості

5. Різне додаткове обладнання – джгути проводів, запобіжники та інше.

різновиди

Конструктивно електробайкі бувають:

  • Передньопривідні. Електродвигуном є переднє колесо. Прикладом може служити вантажний триколісний велосипед з двома передніми колесами, так як привід повинен бути на найбільш навантажених колеса для ідеального зчеплення і тяги;
  • Задньопривідні. Компонування, в якій заднє колесо є провідним, є класичною.
  • Повнопривідні. У разі повного приводу потужність, як правило, розподіляється порівну.

Відомо, що пройдений велосипедистом шлях залежить від часу його руху і швидкості. І якщо з першим фактором все ясно, то швидкість залежить від багатьох умов. Наприклад, від ступеня його втоми, якості дорожнього покриття, кута підйому або спуску дороги і багато чого іншого.

Електробайк також буде рухатися повільніше в залежності від кута підйому або якості покриття, але він має деякі характерні особливості.

  • Аналогом «людської втоми» є рівень заряду акумуляторної батареї.
  • Холодна температура повітря скорочує пробіг, а тепла – збільшує.
  • Чим менше площа шини, що стикається з дорожнім покриттям, тим пройдену відстань більше. Накачувати шини потрібно сильніше.
  • Чим менше перепади швидкості і чим нижче швидкість, тим більше шлях. Працює принцип «тихіше їдеш – далі будеш».

Електроколесо на велосипед своїми руками можна встановити за допомогою такого комплекту:

  • колесо-мотор, контролер, в залежності від потужності його вартість від 12 до 18 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян;
  • акумулятор (вартість 20-30 тисяч гривень);
  • зарядний пристрій;
  • кріплення для АКБ;
  • інструкція.

Таким чином, саморобна конструкція з покупних деталей обійдеться не менше ніж 25-30 тис. гривень, а електробайк промислового виробництва за 25 тис. гривень вельми малопотужний і «дохлий». Порядна машина обійдеться близько 80 – 90 тисяч гривень.

Спроби модернізувати байк робляться різні: установка вітрила, мотора від бензопили і багато інших варіації. Але це вже зовсім інша історія.

Ссылка на основную публикацию