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