Проблема транспорта состоит всегда в его шумности, загрязнения атмосферы и вибрации корпуса от двигателя.
Великий Никола Тесла когда то показал выход из данной ситуации, при помощи применения переменного электричества. И радует, что наконец то человечество (спустя больше 100лет)"клюнул в одно место жереный петух". Предлагаемая статья с сайта http://www.e-bike.com.ua , говорит о новом подходе, и новом поколении транспорта и его преимуществах.
Электровелосипеды e-bike и pedelec.
Электровелосипеды e-bike и pedelec. [22.05.2012]
Электровелосипеды, по принципу управления мотор колесом, подразделяются на два вида: e-bike и pedelec. Первый тип популярен на Ближнем Востоке , в Америке, России и Украине. В странах Евросоюза, напротив, система pedelec установлена на подавляющем большинстве электровелосипедов. Более того, схема управления e-bike, в некоторых европейских странах переводит электровелосипед в категорию электроскутеров, с необходимостью его регистрации и получения прав на управление им.
В первой схеме: e-bike, - управление скоростью мотор колеса производится с помощью ручки акселератора, или проще говоря, - ручки газа. К ручке подведено напряжение +5 вольт, а в ней установлены три датчика Холла, которые при повороте ручки на определённый угол, дают на выходе ток с напряжением от 0 до 4.2 вольта (в некоторых моделях ручек – до 5 вольт). Ручка газа управляет контроллером. В зависимости от напряжения тока, приходящего с ручки газа, контроллер изменяет подачу энергии на мотор колесо. Преимущество этой системы заключается в том, что начало движения, изменение скорости и отключение мотор колеса никак не связано с вращением педалей.
Однако, как мы уже сказали, не везде такую схему рассматривают в качестве преимущества. Европейцы, да и много людей из других стран, не без оснований считают, что велосипед, даже с электроприводом, - прежде всего должен оставаться велосипедом и основную энергию для движения получать от вращения педалей. А мотор колесо может только ассистировать педалям для облегчения езды. Кстати, исходя из этой концепции, большинство электровелосипедов в Европе оборудуется редукторными мотор колёсами небольшой мощности – обычно 250 ватт, что впрочем, не мешает развивать европейским моделям электровелосипедов максимальную скорость при движении на электроприводе – 25 км/час.
Чтобы реализовать принцип управления электротягой, как вспомогательным источником мощности, на электровелосипедустанавливают систему pedaling assisted system (PAS). Это самая простая и недорогая система, подключающая электродвигатель при вращении педалей. Работа этой схемы основана на датчике и постоянных магнитах. А устанавливается она на каретку, - так называют педальный узел электровелосипеда. При начале вращения педалей, датчик системы PAS формирует управляющий сигнал для контроллера. Контроллер с небольшой задержкой – обычно, - после поворота педалей на угол от 180 до 540 градусов (величина угла зависит от заводской прошивки контроллера), запускает мотор колесо. Недостаток системы PAS заключается в том, что с её помощью нельзя регулировать скорость электровелосипеда. После одного – двух оборотов педалей, контроллер, получив сигнал от системы PAS, запускает мотор колесо на полную мощность, а если перестать вращать педали, то через небольшой промежуток времени, - чаще всего через 2 секунды (время задержки отключения двигателя тоже программируется прошивкой контроллера на заводе), мотор колесо обесточивается. Использование на электровелосипеде одной только системы PAS не очень комфортно для водителя, потому что она не позволяет регулировать скорость: либо мотор колесо работает на полную мощность, либо не работает вообще. К тому же, для движения, нужно обязательно вращать педали, потому что без этого мотор колесо отключится.
Система PAS, также как и ручка акселератора с датчиками Холла были разработаны ещё в прошлом веке и тогда же получили широкое распространение, так как являются простыми и недорогими в производстве. Ввиду ограниченных возможностей системы PAS, она используется в электровелосипедах Volta bikes одновременно с ручкой газа и скорее выступает в качестве вспомогательной. Впрочем, в последнее время систему PAS усовершенствовали, разработав электронный переключатель скоростей, подключаемый к контроллеру. Чаще всего он имеет три ступени, переключаемые сенсорным кнопками на небольшом дисплее, одновременно служащим указателем уровня заряда аккумуляторов, устанавливаемом на руле. Система PAS, снабжённая таким переключателем, уже не запускает мотор колесо на полную мощность при вращении педалей, а предоставляет выбор из трёх фиксированных мощностей мотор колеса.
Третья система – pedelec, или так называемый «тихий электровелосипед», основана на работе torque sensor, который также встраивается в педальный узел, вернее при установке такой системы, обычная каретка меняется на каретку с интегрированным в неё torque sensor. Установить сенсор на обычную каретку не представляется возможным, потому что её конструкция не рассчитана на подобные усовершенствования, - вот и приходится менять весь узел целиком, что дополнительно удорожает переделку велосипеда. Кроме того, контроллер электровелосипеда, тоже должен быть рассчитан на работу в составе подобной системы управления мотор колесом.
Как устроена и что даёт подобная система управления электровелосипедом? – Она даёт возможность регулировать мощность мотор колеса в зависимости от величины усилия на педалях. То есть: чем сильнее мы крутим педали, тем больше в этом нам помагает мотор колесо. С точки зрения европейцев, такая система управления электровелосипедом близка к идеальной. Она основана на измерении величины крутящего момента, развиваемого велосипедистом на педалях.
А в педальный узел уже встраивается не простой датчик начала движения, а динамометр. Из-за сложности технологии, она получила распространение только в последние годы и только на дорогих моделях электровелосипедов. Однако на мировом рынке уже появились наборы с мотор колёсами и каретками с установленными в них torque sensor, для переоборудования велосипедов на электротягу. Мощность двигателя электровелосипеда при использовании такой системы регулируется плавно, обычно стартуя с величины в 30% мощности и плавно наращивая её, при соответствующем усилии на педалях, - до 100%.
Какую схему применить при переоборудовании велосипеда, зависит от предпочтений его владельца. Если хочется превратить велосипед в подобие электроскутера, тогда это должна быть система управления e-bike. Если хочется просто облегчить вращение педалей в нужные моменты, - как это делают в Европе, тогда ваш выбор система pedelec с torque sensor.
ТМ «Volta bikes»
* Перепечатка без ссылки на сайт www.e-bike.com.ua запрещена и преследуется по Закону о защите авторских прав.
Мотор колёса для электровелосипедов: почему меньшая мощность может обернуться большей тягой.
Мотор колёса для электровелосипедов: почему меньшая мощность может обернуться большей тягой. [16.02.2012]
Преимущества и недостатки разных типов мотор-колёс для электровелосипедов.
Электродвигатели для велосипедов можно разделить на 2 основные группы:
1. Подвесные, или наружные двигатели.
Преимущества: Самый недорогой тип электропривода ТМ «Volta bikes» для электровелосипеда. В одном корпусе с коллекторным электродвигателем обычно размещается редуктор, понижающий обороты. За счёт этого, при небольшой потребляемой мощности электромотор развивает крутящий момент, сопоставимый с более мощными безредукторными мотор-колёсами, что удовлетворяет все разумные ожидания от вспомогательного двигателя для велосипеда.
Недостатки: более сложная установка на велосипед, износ щёток.
В продаже имеется универсальный кронштейн, однако в некоторых случаях требуется его доработка или изготовление индивидуального крепления. Также требуется замена штатной звёздочки на ведущем колесе - на специальную двойную звёздочку, часто вместе со втулкой. Теоретически, надёжность, - за счёт применения редуктора и щёток в двигателе – немного ниже, чем у безредукторных мотор-колёс. Практически, процент отказов очень мал, – ломаются не чаще, чем другие типы привода, но требуют немного больше внимания.
Максимальная скорость у электровелосипеда с таким электроприводом, в зависимости от диаметра колёс, в среднем будет составлять 20-25 км/час.
Расстояние максимального пробега будет зависеть только от ёмкости применяемых аккумуляторов.
Рекомендуем для установки в качестве недорогого варианта переоборудования любых велосипедов, если владельца устраивает максимальная скорость 20-25 км/час.
2. Мотор колёса, или встроенные двигатели.
Мотор-колёса, в свою очередь, делятся на два основных подвида: редукторные и с прямым приводом.
Мотор колёса с прямым приводом, они же безщёточные.
Мощность безредукторных мотор-колёс ТМ «Volta bikes» для электровелосипедов, не случайно начинается с 500 ватт. Более слабые мотор-колёса с прямым приводом, любого производителя, ввиду особенности своей конструкции, просто не обеспечили бы хороший старт и ускорение из-за своего небольшого крутящего момента. Но есть у этого типа мотор-колёс и серьёзные
Преимущества:
- Способность обеспечивать более высокую максимальную скорость, например, при мощности 500 ватт – до 45 км/час
- Более простая и надёжная конструкция, с минимум изнашиваемых узлов.
- Высокий КПД
К недостаткам следует отнести:
- небольшой крутящий момент (на единицу мощности)
- большой размер мотор-колеса
- больший вес, (по сравнению с редукторными моделями).
У этого типа мотор-колёс ТМ «Volta bikes»,- самая высокая конструкционная надёжность. В них нечему выходить из строя, кроме подшипников якоря и управляющих датчиков, расположенных в пазах обмотки. При правильной эксплуатации работают без поломок много лет.
Рекомендуем устанавливать этот вид мотор-колёс в том случае, если наиболее важным параметром для Вас является максимальная скорость, а вес электровелосипеда и аккумуляторов имеют второстепенное значение. Дело в том, что для таких мотор-колёс необходимо подбирать хорошие тяговые гелевые аккумуляторы с ёмкостью не менее 12 ампер часов. Тогда величина потребляемого мотором тока будет соответствовать возможностям аккумуляторов. 12- амперные аккумуляторы обеспечат пробег в 30 – 50 км и максимальную скорость до 45 км/час. Вес одного «правильного» аккумулятора должен быть около 4.3-4.4кг. Всё, что весит меньше, - какую бы этикетку не нарисовали снаружи, - это батарейки, и не годятся для такой мощности мотор-колеса. Они не обеспечат большого расстояния пробега, а из-за большого тока разряда выйдут из строя за один сезон регулярной эксплуатации. Если вы хотите, помимо хорошей скорости, обеспечить и отличную динамику, , лучше выбирайте мотор-колесо мощностью 600 ватт. , тем более, что по весу оно почти не отличается от 500- ваттного.
Редукторные мотор-колёса.
На заводских моделях электровелосипедов, чаще всего применяются именно редукторные мотор-колёсамощностью 200-350 ватт. Чтобы убедиться в этом, достаточно- посмотреть фотографии к статьям о разработках концептуальных электровелосипедов ведущими фирмами мира, размещённые в разделе статей «новости электротранспорта». Вы увидите, что абсолютно ВСЕ модели, - снабжены миниатюрными редукторными мотор-колёсами с мощностью около 250 ватт. Это сделано не зря.
Электродвигатель с планетарным редуктором, встраиваемый во втулку переднего либо заднего колеса, имеет следующие преимущества по сравнению с безредукторным:
- больший крутящий момент (тягу), чем даже более мощные мотор-колёса с прямым приводом.
- меньшие размеры
- меньший вес привода
- экономичное потребление электроэнергии.
Планетарные передачи в наше время достигли настолько высокой точности изготовления и надёжности, что их применяют даже в авиадвигателях.
Большинство потенциальных покупателей просто не знают об этом, и при подборе мотор-колеса для переоборудования электровелосипеда, смотрят на потребляемую мотором мощность, не учитывая величину крутящего момента. Приведу простой пример: как вы думаете, у какого транспортного средства мощность больше – у трактора «Беларусь», или у автомобиля «Жигули»? Если думаете, что у трактора, то глубоко ошибаетесь – по максимальной мощности двигателя, трактор немного слабее Вазовской «десятки» . Только тяга тракторного дизеля, в сочетании с короткими передачами и большими колёсами, позволяют ему тянуть тяжёлый прицеп по бездорожью, а Жигули, - даже сами там не проедут. Но если вы опаздываете в аэропорт, то вряд ли в качестве такси возьмёте трактор, скорее – Жигули.
Примерно так же и с мотор-колёсами: для достижения хорошей динамики и скорости - 25 км/час, установленной законодательно для электровелосипедов во многих странах мира, достаточно редукторного мотор-колеса на 250 ватт, а уж если есть целых 350 ватт мощности, то этого хватит с головой на все случаи жизни, кроме покорения Эвереста. Если Вы считаете, что скорость 25 км/час унижает Ваше реноме гонщика, лучше купите себе мотоцикл.
Вообще, прежде, чем покупать мощное мотор-колесо, советуем установить на свой велосипед велокомпьютер, разогнать велосипед до 25 км/час и убедиться, что этой скорости более чем достаточно для велосипеда.
Недостатки редукторных колёс:
- КПД немного ниже, по сравнению с безщёточными двигателями из-за потерь энергии в редукторе
- более сложная конструкция и поэтому, потенциально надёжность должна быть ниже, чем у мотор-колёс с прямым приводом. Однако, на практике, редукторные колёса ТМ «Volta bikes» имеют большой ресурс и выходят из строя очень редко.
- Этот тип мотор-колеса можно рекомендовать всем без исключения, при условии, что Вам не требуется скорость более 25 км/час.
Теперь на основании достоверной информации Вы можете сделать правильный выбор, чего мы Вам и желаем!
ТМ «Volta bikes»
* Перепечатка без ссылки на сайт www.e-bike.com.ua запрещена и преследуется по Закону о защите авторских прав.