Мотор колёса: типы питания, особенности конструкций. Как правильно выбрать тип и мощность мотор колеса для создания электровелосипеда

Пособие для клиентов, партнёров и конкурентов. 

Что такое мотор колесо?

     Мотор колесо – это электродвигатель, встроенный непосредственно  в ступицу колеса. Ранее мотор колёса  использовались в основном в карьерных самосвалах и некоторой другой технике. 

    В последнее время, в результате развития технологий, мотор колёса получили широкое распространение в электровелосипедах и электроскутерах.

    Мотор колёса имеют более совершенную конструкцию, в качестве электропривода транспортных средств, - так как передают крутящий момент непосредственно на ось колеса, обходятся без трансмиссии  и потому более компактны по сравнению с традиционными электроприводами.  За счёт совершенной  конструкции, мотор колёса  имеют лучшие характеристики по сравнению с электродвигателями, использующими внешние редукторы, или трансмиссии.

    Высокий КПД и эффективность работы мотор колёс в электротранспорте, также определяет использование в их конструкции постоянных магнитов.

 

Виды мотор колёс по типу питания: вентильные трёхфазные мотор колёса и коллекторные мотор колёса постоянного тока

    Коллекторные и безколлекторные мотор колёса

     Оба вида современных редукторных мотор колёс: редукторные и с прямым приводом (во всяком случае, все,- предлагаемые нашей компанией), безщёточные, или безколлекторные. На всякий случай уточним: «редукторное мотор колесо» не является синонимом словосочетания  «коллекторное мотор колесо». 

Редуктор и коллектор – это разные элементы конструкции не связанные между собой, - которые сообща, или врозь могут присутствовать, или отсутствовать в мотор колесе.   Коллекторные мотор колёса постоянного тока, где подача питания происходит с помощью щёток,  мы  застали в начале своей работы с электротранспортом. В 2007 – 2008 году  у нас в продаже была пара видов электровелосипедов, снабжённых редукторными  мотор колёсами со щётками. Отдельно же, -  коллекторных мотор колёс (со щётками) мы не продавали никогда, так как этот тип мотор колёс - устаревший.

    Заметим только, что наличие щёток не означает, что мотор колесо плохое, если оно при этом  более дешёвое, что оправдывает его несколько меньший  ресурс, чем у безколлекторных мотор колёс.    Коллекторные электродвигатели установлены на подавляющем большинстве приборов, относящихся к мелкой бытовой  технике и электроинструменту, включая дрели и перфораторы. Щётки и коллекторы также имеются во всех генераторах на автомобилях. КПД  и срок службы таких электродвигателей немного меньше, чем у безколлекторных электромоторов, - пока износ  коллектора не станет критическим (правда, его можно  проточить, или заменить, - чаще всего  в сборе с якорем), да и хлопот с обслуживанием у них больше, особенно, если мотор работает в условиях запылённости.

    Наша компания продаёт только безколлеторные (безщёточные) мотор колёса, - потому что они более современные и долговечные.

Мотор колёса по типу питания делятся на три основных вида:

 1.мотор колёса с двигателями постоянного тока (коллекторные)  (из  мотор колеса выходят два провода).

    Обычно с коллекторами и щётками, в последние годы,  выпускались мотор колёса редукторного типа, во всяком случае, коллекторных мотор колёс с прямым приводом, лично я не встречал. Контроллеры для этих мотор колёс - простые и стоят примерно в полтора-два раза дешевле, чем контроллеры для трёхфазных мотор колёс.  КПД таких мотор колёс обычно немного ниже, чем у трёхфазных, то есть работают они менее эффективно и требуют периодической замены щёток (обычно раз в несколько лет).

     Из двух электровелосипедов, один из которых оборудован мотор колесом постоянного тока, а второй трёхфазным мотор колесом переменного тока, такой же мощности и снабжённые одинаковыми  аккумуляторами, -  немного дальше на одном заряде аккумулятора, проедет электровелосипед с трёхфазным мотор колесом переменного тока.

    На практике бывает, что продавцы, пользуясь некомпетентностью покупателя, продают мотор колёса постоянного тока, или электровелосипеды ими оборудованные по такой же цене, как более дорогие электровелосипеды с трёхфазными мотор колёсами.

    Сейчас такие мотор колёса чаще всего встречаются на б/у электровелосипедах из Европы. Определить такое мотор колесо очень просто: из него выходит два провода, в отличие от трёхфазных мотор колёс с тремя проводами, и трёхфазных мотор колёс с датчиками Холла, из которых выходит 3 силовых провода и 5 управляющих.

2. Мотор колёса вентильные, трёхфазные, без датчиков Холла, - могут быть как редукторные, так и с прямым приводом (из мотор колеса выходит три провода). 

    Сразу необходимо отметить, что помимо трёхфазных мотор колёс, бывают 4-х фазные, а также с ещё большим количеством фаз. По принципу работы они не отличаются от трёхфазных, однако контроллер у них немного сложнее, а силовых и управляющих проводов,  к мотор колесу подключается больше, поэтому они не получили сколько –нибудь заметного распространения. На практике, мы с ними не сталкивались, поэтому не будем рассуждать о недостатках и преимуществах того, чего мы не видели.

   Как уже было сказано выше, из мотор колеса, не снабжённого датчиками Холла,  выходит три провода. Это довольно распространённый тип мотор колёс, который есть в том числе и у нас в продаже.

    Трёхфазные мотор колёса переменного тока  - безколлекторные, имеют более простую конструкцию, чем трёхфазные мотор колёса переменного тока, снабжённые датчиками Холла, чем собственно говоря, от них и отличаются. Отсутствие датчиков Холла повышает надёжность мотор колёс, однако несколько уменьшает их КПД, таким образом,  трёхфазные мотор колёса без датчиков Холла, - более эффективны, чем коллекторные мотор колёса постоянного тока, но незначительно уступают по КПД,  трёхфазным мотор колёсам переменного тока с датчиками Холла.

3. Мотор колёса вентильные, трёхфазные с датчиками Холла, тоже могут быть как редукторные, так и с прямым приводом (из мотор колеса выходит 3 силовых и 5 управляющих проводов)    Коллекторными, как Вы уже, наверное,  поняли, - они быть не могут: все вентильные трёхфазные мотор колёса и с датчиками Холла, и без них, - не имеют ни коллектора, ни щёток. Эта конструкция: вентильное безколлекторное трёхфазное мотор колесо с датчиками Холла – самая эффективная по использованию электроэнергии. Датчики Холла обеспечивают обратную связь с контроллером и благодаря им,  контроллер «знает» в какой момент,  с точностью до миллисекунды, отправлять импульсы тока на разные обмотки мотор колеса. За счёт этого,  КПД  в лучших образцах мотор колёс такого типа, может достигать 90%.

     КПД  выше этой цифры,  в мотор колёсах небольшой мощности для электровелосипедов и электроскутеров, такой конструкции, выпускаемых промышленностью, на сегодняшний день, – не бывает и очевидно, не скоро появится, ведь для этого требуется снизить сопротивление обмоток, а при использовании  современных материалов, без существенного удорожания, это невозможно. Да, собственно говоря, КПД, при любом раскладе всё равно не будет равным 100%, - ведь есть ещё сопротивление трения в подшипниках и аэродинамическое сопротивление воздуха, соприкасающегося со статором мотор колеса при его вращении.    Обратная сторона высокой эффективности  вентильных трёхфазных мотор колёс с датчиками Холла, - их немного более высокая стоимость и  немного меньшая надёжность. Тем не менее, случаи отказа как редукторных мотор колёс с датчиками холла, так и безредукторных с этими же датчиками, - крайне редки. Поэтому,  выбирая мотор колесо, лучше всего остановиться на  этом типе: 3-х фазном мотор колесе переменного тока с датчиками Холла.

    Мотор колёса с датчиками Холла сейчас чаще других  устанавливаются на электровелосипеды и электроскутеры.

                                                                                                             Allyur

 Статью на тему «Виды мотор колёс по типу конструкции: редукторные мотор колёса и мотор колёса с прямым приводом», пожалуйста, читайте в ближайшие дни.

Облако тегов: Электродвигатель Запорожье, электродвигатель Луганск