Что такое электроколесо и его разновидности

Достоинства и недостатки каждого вида

У каждого типа электродвигателей есть свои плюсы и минусы, изучив которые, можно сделать для себя соответствующие выводы.

Мотор-колесо

Мотор-колесо имеет следующие плюсы:

• простое, незаметное устройство;
• эффективность в работе, высокий КПД;
• легко установить;
• обслуживание не нужно;
• быстрый старт и отсутствие шума;
• высокая скорость 30-60 км/ч;
• экономичность зарядки;
• экологичность.

Элктродвигатель имеет и свои минусы:

• ограничение в мощности устройства;
• нагружает велосипед дополнительным весом.

Цепной электродвигатель

• способен развивать большие скорости;
• универсален – можно установить на любые модели велосипедов;
• экономичен;
• удобное подключение батареи;
• приемлемые цены;
• меньший вес двигателя;
• можно использовать систему переключения передач велобайка, что увеличивает КПД.

Минусы у цепного двигателя следующие:

• при езде создается шум от работы;
• сложная установка на велосипед.

Фрикционный электродвигатель

• возможность легко установить;
• увеличение скорости;
• облегчение при подъеме в горку;
• невысокие цены.

Минусы фрикционного привода:

• шум при работе;
• низкий КПД;
• не эстетичный внешний вид;
• быстрый износ покрышек при эксплуатации.

Кареточный привод

• центр тяжести остается посередине рамы, а не смещается назад как в случае с мотор-колесом;
• не затрагивается система передач велосипеда;
• обслуживание колёс осуществляется как на любом обычном велосипеде;
• интеллектуальная система, не заменяющая полностью райдера, а при необходимости успешно помогающая ему в педалировании.

Из недостатков:

• высокая стоимость системы;
• более высокая сложность устройства в сравнении с мотор-колесом;
• совместимость не со всеми велосипедами;
• присутствующие в конструкции пластиковые шестерни подвержены износу.

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.

История

Изобретение мотор-колеса

Автор концепции первого колесного двигателя – Веллингтон Адамс из Сент-Луиса. Патент США 300 827, 1884 год.

В 1890 году Эдвардом Паркхерстом из Воберна, штат Массачусетс, изобретен двигатель с высоким крутящим моментом и низким числом оборотов в минуту. Двигатель был встроен в колесо.

Преимущества мотор-колеса раскрыты в 1896 году в патенте француза Чарльза Терикома.

Фердинанд Порше с 1897 года в участвовал в разработке электрического мото-колеса (были мотор-колеса и на двигателях внутреннего сгорания, но это не наша тема). Опытный образец электромобиля получился удачным. Машина была компактной, быстрой — она могла передвигаться с неплохой для конца XIX века скоростью 40 километров в час, — но при этом тяжёлой. Значительную часть веса машины составляли ёмкие свинцовые аккумуляторные батареи. Их запас хода был невелик — от одной зарядки автомобиль мог проехать около часа. Самодвижущийся экипаж, получивший название Lohner-Porsche, имел два электромотора мощностью две с половиной лошадиных сил каждый. Механическая трансмиссия отсутствовала, а электромоторы располагались в ступицах передних колёс.

Lohner-Porsche

Машина не была чисто электромобилем, в ней стоял небольшой бензиновый двигатель, вращающий генератор. Генератор вырабатывал ток, который подзаряжал аккумулятор, а тот в свою очередь питал силовые электродвигатели. Таким образом это была первая демонстрация гибридной силовой установки, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, аккумуляторов и электродвигателей. Это изобретение получило Гран-при Парижской всемирной выставки 1900 года. Фердинанд Порше считал этот проект до конца нереализованным. В последующие годы 300 Lohner Porsches были сделаны и проданы состоятельным покупателям.

Первые электровелосипеды с мотор-колесами

С 1890 сразу несколькими патентами была защищена конструкция электрического привода, устанавливаемого на велосипеде. Так, патент США 1895 года Огдена Болтона описывает электровелосипед с питанием от батареи с мотор-втулкой, установленной на заднем колесе. Не было никаких передач, и двигатель мог потреблять до 100 ампер (A) от 10-вольтовой батареи.

Два года спустя, в 1897 году, Осия У. Либби из Бостона изобрел электрический велосипед (патент США № 596272) приводимый в движение «двойным электродвигателем». В конце 1990-х годов эта модель была заново изобретена или имитирована и использована в электровелосипедах Giant Lafree.

В начале XX века история с использованием мотор-колес подзаглохла. Рост мощности бензинового двигателя превысил мощность мотор-колес, что компенсировало любые потери в трансмиссии. В результате автомобили перешли на бензиновые двигатели с трансмиссией.

В конце XX века с появлением относительно дешевых, емких и легких литий-ионных аккумуляторов мотор-колеса стали активно использоваться для электрификации велосипедов и мотоциклов.

Современный бесщеточный двигатель

В электровелосипедах и электросамокатах используются бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Они не используют щетки для изменения направления тока, протекающего к двигателю, как это делали старые электромоторы. Щетки делали двигатели менее эффективными и имели тенденцию со временем изнашиваться.

Как работает современный бесщеточный двигатель отлично проиллюстрировано в видеоролике:

Принцип работы мотор-колеса

Фрикционный электропривод электровелосипеда

Электровелосипед с фрикционным приводом

Хотя такой вид привода для электровелосипеда является малоэффективным и имеет много недостатков, многие компании в США их изготавливают и довольго успешно продают.

Смысл работы этого типа привода заключается в передаче крутящего момента с вала двигателя непосредственно на покрышку велосипеда.

Единственным положительным моментом использования фрикционного электропривода является его очень простая установка, так как нет необходимости разбирать велосипед. Главным же минусом является чрезвычайно низкий КПД. Следующим минусом является быстрый износ покрышки, необходимость поддерживать определенное давление внутри колеса, проскальзывание ролика в мокрую погоду.

Плюсы и минусы использования электровелосипеда

При использовании велосипеда для поездки на работу и с работы появляется первое преимущество — на обычном велосипеде человек приедет на работу в поту и ему потребуется душ. Электровелосипед поможет сохранить опрятный рабочий внешний вид.

Электровелосипед — единственный вариант моторизированного транспорта, который удобно хранить в квартире. Отсутствует запах бензина, в отличии от транспорта с ДВС. Имеет легкий вес, по сравнению с электроскутерами и электромотоциклами. Это позволяет транспортировать электровелосипед в квартиру на верхнем этаже своими силами.

Малая стоимость зарядки электровелосипеда от домашней электросети.

Во время семейного велопохода электровелосипед поможет менее подготовленным физически людям (детям или пожилым) выровнять нагрузки и не отставать от других членов семьи.

Более простое устройство и соответственно большая надежность по сравнению с транспортом, использующим двигатель внутреннего сгорания.

Электровелосипед — универсальный персональный транспорт. При проблемах с электроприводом или аккумуляторами можно доехать до дома при помощи педалей.

Электрический велосипед можно транспортировать в электричках и поездах, а складной электровелосипед — в метро, автобусах, багажниках легковых автомобилей.

Конечно у электровелосипедов есть и недостатки, основным из которых является высокая стоимость электрооборудования, и, как следствие, удорожание аппарата.

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.

Электроколесо на велосипед своими руками

Что требуется для сборки велосипеда с электрическим приводом собственными руками? В качестве основы для создания двухколесного моторизированного транспорта может быть взята практически любая модель велосипеда. При этом важнейшим элементом будущего механизма становится, собственно, электроколесо для велосипеда, которое, по сути, является бесколлекторным электрическим двигателем постоянного тока, встроенным в обод.

Как уже отмечалось выше, электрический мотор может устанавливаться как на задний, так и на передний привод велосипеда или же на оба одновременно, что позволяет создать полноприводный транспорт.

Вторым по важности после мотора элементом конструкции велосипеда с электрическим приводом выступает аккумуляторная батарея. Выполняет данная составляющая конструкции функцию питания электродвигателя током. Наличие мощной батареи еще не означает прирост в скорости

Поэтому для сборки электровелосипеда собственными руками рекомендуется подбирать аккумуляторную батарею, исходя из ее соответствия напряжению электромотора

Наличие мощной батареи еще не означает прирост в скорости. Поэтому для сборки электровелосипеда собственными руками рекомендуется подбирать аккумуляторную батарею, исходя из ее соответствия напряжению электромотора.

Обязательной частью конструкции электровелосипеда выступают также специальные ручки для регулировки скорости движения двухколесного транспорта. Здесь также не обойтись без монтажа контроллера в виде блока с электронной платой, что отвечает за слаженную работу всего механизма. Наиболее удобно располагать контроллер в хорошо защищенном от внешних воздействий корпусе, поместив его в области крепежа для фляги.

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

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

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.

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.

Мотор-колесо для велосипеда

Такая разновидность электрического двигателя обрела у велосипедистов достаточно высокую популярность. С помощью этого приспособления, можно переделать обыкновенный велосипед в его электрическую модификацию не прилагая значимых усилий. Особенностью мотор-колеса является то, что после внедрения данного оборудования в конструкцию велика, его будет довольно трудно отличить, ведь со стороны, такой девайс выглядит как обыкновенная ступица. Такими приспособлениями можно оборудовать как одно из колёс, так и оба сразу.

Движки эти скажем так не слабые — мощность доходит до 2000 W, а минимальный показатель — 150 W. Моторы могут работать от напряжения 24-48 V и естественно, для них нужно будет подбирать соответствующий накопитель. Мотор-колёса позволяют велорайдеру набирать максимальную скорость под 70 км/ч. В таком скоростном режиме велотранспорт может пробежать около 50-60 км. Но если на пути попадается большое количество подъёмов, показатель пробега может быть значительно снижен.

Установка мотор колеса

Электроколесо может устанавливаться:

Вместо заднего колеса оптимальный выбор для поклонников экстремальных покатушек по пересеченной местности, благодаря повышенной прочности и надежности конструкции. В таком случае обеспечивается хорошее сцепление электроколеса с поверхностью даже в сложных условиях. Велосипеды с двигателем на задней вилке отлично преодолевают ухабы и скользкие поверхности, но необходимо учитывать развеловку, чтобы не ухудшить управляемость. Больше всего трудности с управляемостью проявляются при монтаже сзади тяжелого прямоприводного мотор-колеса и установке аккумуляторной батареи на багажник. Взамен переднего колеса такая установка электро колеса обеспечивает велосипеду полный привод (электрический спереди и педальный сзади), аналогичные скоростные характеристики и отличную проходимость. Монтаж мотора спереди более прост в технологическом плане. Часто для организации переднего привода используется компактное мотор-колесо с редуктором (200 –350 Вт), а АКБ фиксируется на багажнике

При необходимости, можно взять безредукторный электродвигатель с увеличенными характеристиками мощности и веса, но тогда важно обеспечить высокую прочность вилки (можно воспользоваться усилителем пера вилки)

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.

Достоинства и недостатки

Попробуем свести воедино достоинства и недостатки технологии.

Достоинства

Рассмотрим положительные стороны:

• Позволяет разгоняться и сохранять высокое значение скорости;
• Экологичный транспорт, такой велосипед не оказывает вреда природе в сравнении с ущербом, наносимым мотоциклетным транспортом;
• Двухколесник с электроколесом практически бесшумный;
• Устанавливаемая конструкция проста в сборке и обслуживании;
• Велосипед работает на электроэнергии, что дешевле, если сравнивать со стоимостью бензина;
• Большой выбор конфигурации. Это объясняется в различной стоимости комплектующих (например, электродвигатель, который имеет различную мощность);
• Мобильность.

Недостатки

Как мы видим конструкция имеет немало положительных сторон, но посмотрим и на минусы:

• Относительная дороговизна всех комплектующих частей электроколеса;
• Не в каждом городе есть специалисты, разбирающиеся в велосипеде с мотор-колесом;
• При поездках на дальние расстояния, отсутствует возможность где-то подзарядить батарею;
• Большое потребление электроэнергии при зарядке батареи, возможны проблемы с розетками и проводкой;
• Редкость электровелосипедов привлекает воров.

Еlectra велосипеды — особенности

Уровень заряда аккумуляторной батареи влияет на скорость движения. В холодную погоду заряд батареи снижается и пробег уменьшается, а в теплую наоборот. Холодная температура воздуха сокращает пробег, а теплая – увеличивает.

Чем сильнее накачены шины, тем больше будет пройденное расстояние.  Чем ниже скорость, тем дальше пройденный путь, также скорость снижается в зависимости от угла подъема.

Главным преимуществом электровелосипеда, как уже говорилось выше, является то, что на нем можно ездить, не прилагая особых физических усилий. Это особенно заметно при подъеме в горку или в случае сильного встречного ветра.

Также стоит отметить, что электродвигатель на велосипеде можно использовать как без помощи ног, не вращая педали, так и совместно с мускульной силой. Такое совмещение очень удобно, так как позволяет ощущать полезную нагрузку, и при этом не прилагать чрезмерных усилий для преодоления затяжных подъемов.

Благодаря оснащению велосипеда электроколесом вы сможете наслаждаться поездками в любое время года, в том числе по снегу и бездорожью.Если аккумулятор полностью разрядился, вы можете продолжать движение, как на обычном велосипеде.

Зарядка аккумулятора производится очень просто — от домашней розетки 220 вольт, от 2-3 часов до 8-9 часов. На одной зарядке можно проехать 40 — 60 км.

Одними из преимуществ также являются сравнительно низкая стоимость электро набора на велосипед (электроколесо для велосипеда стоит от 150$ до 250$) и простота установки и последующей эксплуатации всех деталей моторколеса. Кроме того, электробайки — экологичный и практически бесшумный вид транспорта.

Несмотря на то, что электровелосипеды развивают хорошую скорость от 25 км/ч и выше, даже до 60 км/ч, не требуется получать документы на транспортное средство и на право управления им в органах ГИБДД.

Недостаток. Единственный существенный недостаток электробайка — это его немалый вес. Электроколесо и аккумуляторные батареи могут весить до 20 кг, а в целом весь велосипед может достигать 50 кг. Из-за такого значительного веса снижается скорость движения, иногда приходится дополнительно применять мускульно-педальный режим.

А забраться на слишком крутую горку легче пешком, катя велосипед рядом. Среди недостатков можно отметить и то, что аккумуляторов, в среднем, хватает на 1000 зарядок и чтобы устранить поломку электроколеса для велосипеда нужен специалист.

Таким образом, установив на свой велосипед электроколесо, вы сможете наслаждаться поездкой без особых усилий!

Электромотор для велосипеда: основные виды

Различают несколько типов моторов, предназначенных для установки на велосипед:

1. Мотор – колесо.

Относится к категории самых распространенных. Применяется при переоборудовании обыкновенного велосипеда дорожного типа. Монтирование двигателя происходит на оси переднего или заднего колеса, а в некоторых случаях на обоих колесах. Внешний вид переоборудованного велосипеда практически не меняется.

Мотор колеса бывают разно мощности, в основном от 150 до 2000 Вт. Они могут быть исполнены в трех вариантах, для каждого из которых требуется свой аккумулятор:

• 24В;
• 36В;
• 48В.

После осуществления монтирования системы мотор — колеса на велосипед, он становится способным разгонять свою скорость движения до семидесяти километров в час. При этом, без зарядки аккумулятора он может пройти пятьдесят километров. При движении в направлении возвышенности, показатели данных критериев снижаются.

2. Подвесной двигатель.

Такой тип двигателя может быть установлен на любой тип велосипеда.

Оборудование прикрепляется к каретке или нижней трубе велосипеда, при этом становится самостоятельным его узлом. На мотор вместе с цепной передачей обязательна установка специального кожуха. Питание двигателя происходит от аккумуляторной батареи, которая крепится к несущей платформе.

Расход мощности и скорость велосипеда регулируется контролером электронного типа, управляемый ручкой, расположенной на руле. После окончания процесса монтажа, вес велосипеда значительно увеличивается. Скорость его теперь может достигать величины сто двадцать километров в час.

3. Двигатель на фрикционной передаче.

В основе такого двигателя лежит специальный механизм фрикционного типа, который работает по принципу передачи крутящего момента электродвигателя к покрышке колеса велосипеда. Основным преимуществом установки такого двигателя является возможность его монтирования без предварительной разборки велосипеда. Недостатками являются:

• уменьшение срока службы колеса;
• небольшая величина КПД;
• необходимость постоянного контроля давление в колесах;
• сложности использования на мокрой дороге.

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.

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.

Разновидности велосипедных электромоторов

Мотор-колесо – наиболее часто встречающийся тип электродвигателя. В его комплектацию входят:

1. Колесо с установленным на ступицу приводом.
2. Аккумуляторная батарея.
3. Блок контроля, управляющий всем двигательным механизмом.
4. Ручки включения и регулировки скорости.

Электроколесо, по умолчанию, ставится сзади, так как байк по своей природе заднеприводный. Однако можно встретить вариант с передним мотор-колесом или же полноприводный электровелосипед.

Скорость движения на велосипеде с электромотором такого типа достигает 60 км/ч на ровной дороге и 30 км/ч при езде в гору. Диапазон мощностей достаточно широкий – от 150 до 2000 Вт, он напрямую зависит от мощности установленного аккумулятора. В готовый набор входят аккумулятор и двигатель, соответствующие друг другу по мощности. При самостоятельном подборе АКБ к колесу нужно учитывать его требуемую мощность.

Другая разновидность электромотора на велосипед – подвесной двигатель. Он работает по классическому принципу передачи крутящего момента посредством цепной передачи. Иными словами, движущая сила помогает раскручивать колесо сильнее, чем это делается при обычном педалировании.

Навесной мотор закрепляется на раму велосипеда в качестве самостоятельного узла. Батарея закрепляется внизу несущей платформы велосипеда, после чего она соединяется непосредственно с двигательным агрегатом.

Крутящий момент подвесного электромотора будет выше, чем у мотор-колес, что позволяет развивать максимальные скорости порядка 90 км/час. Благодаря этому, можно свободно перемещаться на велосипеде по трассе, пройденные расстояния будут зависеть от максимальной емкости аккумулятора. Управлять скоростью можно при помощи тех же контрольных ручек на руле.

Общая масса велосипеда с электродвигателем, закрепленным на раму, будет больше, чем у велика с мотор-колесами. Дополнительный вес, как известно, ухудшает динамику движения, поэтому подвесные моторы лучше не ставить на легкие велосипеды.

Фрикционные или «скользящие» моторы – самый простой вариант двигателей на великах. Принцип их работы заключается в передаче крутящего момента на покрышку самого колеса при помощи специального ролика. Подобный тип электрических моторов может служить в качестве помощи ногам при движении в гору, а также позволит развить более высокую скорость на автодорогах.

Главное преимущество такого аппарата – это возможность поставить его без разборки байка. К минусам же относится чрезмерный износ колеса, невысокие скоростные показатели (не более 40 км/ч), плохое зацепление ролика с покрышкой при повышенной влажности.

В нише велосипедов с электроприводом найдется место и для складного электровелосипеда. Эта модель интересна тем, что сам двигатель находится внутри корпуса. Передняя и задняя части рамы складываются по моторному блоку, который находится в области каретки – прямо в центре тяжести велосипеда.

Электроколесо и аккумулятор

Для создания байка потребуется обычный байк (можно даже вполне себе средненького качества, главное, чтобы не разваливался при минимальных нагрузках) и специальный набор для создания будущего агрегата, который можно купить одним комплектом на многих сайтах. В набор входят: мотор-колесо, аккумуляторная батарея, регулятор скорости, контроллер, а так же он может комплектоваться дополнительными проводами и предохранителями и чехлами для аккумуляторов. Именно с их помощью можно сделать самодельный велосипед на электротяге на базе обычного.

Электроколесо выбирается по диаметру колеса или колес вашего байка, который выбран для модернизации своими руками в электровелосипед. При этом, электроколесо может быть установлено, как в качестве переднего, так и заднего. Можно даже оба колеса сделать электроприводными, но обычно, если вилка переднего колеса хорошая, то райдеры жалеют ее и монтируют мотор-колесо вместо заднего.

Аккумуляторные батареи так же могут быть разной мощности. Можно найти от 12 до 48 вольт.

Устройство электровелосипеда

Чтобы собрать самодельный электропривод или установить купленный комплект на велосипед необходимо знать назначение отдельных устанавливаемых деталей. По сути, электровелосипед – это обычный велосипед, на котором дополнительно закреплены следующие детали:

• электродвигатель;
• передаточный механизм;
• аккумуляторная батарея;
• контроллер;
• регулятор скорости;
• оборудование контроля.

Электродвигатель может быть коллекторным, со щетками, или бесколлекторным, более простым по устройству, но более габаритным при равной мощности. Рационально устанавливать на велосипед электромоторы мощностями в пределах 150-1500 Вт. По рабочему напряжению электродвигатели выбираются на 12, 24, 36, 48 В. Чем выше напряжение, тем ниже ток, протекающий по обмоткам двигателя и подключаемым проводам, следовательно, можно использовать проводники меньшего сечения.

Своими руками можно собрать ременной, цепной или фрикционный передаточный механизм.

Аккумуляторная батарея обычно закрепляется на багажнике или в креплении на раме велосипеда. Лучше использовать необслуживаемые аккумуляторы, без жидкости. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют больший вес, в сравнении с другими типами аккумуляторов, при той же емкости. К тому же из них вытекает кислота при наклоне велосипеда. Разумно поставить батарею емкостью не более 20 Ач, так как большего объема батареи будут слишком тяжелыми, чтобы возить их на велосипеде.

Контроллер, заводский сборки, представляет собой прямоугольный блок в алюминиевом корпусе, для лучшего охлаждения. Главное назначение контролера – это изменять величину тока питания электродвигателя, по падению напряжения на переменном сопротивлении в регуляторе скорости. Регулируется ток силовыми тиристорами или полевыми транзисторами, им то и нужно охлаждение при работе. Второстепенные функции электронного блока: измерять уровень заряда батареи, ограничивать ток заряда батареи, ограничивать скорость передвижения на велосипеде.

Регулятор скорости фактически является переменным резистором. Для удобства этот реостат устанавливается в привычную поворотную ручку, которая одевается на руль.

К оборудованию контроля относятся:

• предохранители;
• тормозная ручка с микроконтактом, который отключает электродвигатель во время торможения;
• фара в корпусе, с выключателем питания, сигналом, светодиодным индикатором уровня заряда батареи;
• датчик, включающий двигатель при вращении педалей.

Как правильно выбрать оборудование?

Мотор-колесо выбирают в зависимости от желаемой скорости перемещения и мощности.

Обязательно поинтересуйтесь:

• возможной скоростью езды (обычно она не превышает 45км/час);
• максимальной дальностью поездки на одной зарядке аккумулятора (показатель зависит от типа аккумулятора и чаще всего не превышает 40 км);
• мощностью аккумулятора (чаще всего 180-1000 Вт);

Большинство моторов-колесо укомплектованы ручкой газа, которая позволяет легко регулировать скорость езды.

Редукторное мотор-колесо для велосипеда рекомендуется установить в тех случаях, если планируется использование в качестве помощи при вращении педалей, а скорость перемещения на электродвигателе не должна превышать 25 км/ч.

Для перемещения со скоростью 30-32 км/ч устанавливают мотор колеса средней (250-350 Вт) мощности.

Для передвижения по пересеченной или горной местности на грузовых велосипедах или велорикшах со скоростью 32-35 км/ч лучше использовать мотор колеса редукторные большей (500 Вт) мощности.

Перечислим несколько важных особенностей такой конструкции.

Мотор-колеса редукторные не затрудняют прокручивание педалей.

Электродвигатель при отключении аккумулятора встроенной муфтой обратного хода может отсоединяться от оси колеса и вместе с ней не вращается.

Мощные ( 500-1500 Вт) прямо приводные мотор колеса позволяют перемещаться в режиме электроскутера со скоростью 30-50 км/ч и могут работать в режиме рекуперации.

На грузовой электровеломобиль лучше установить мощный электродвигатель (250 Вт до 2,2 кВт) постоянного тока. Это недорогое оборудование более надежно для перевозки грузов, чем мотор колесо.