Редукторное мотор колесо для велосипеда
Нас часто спрашивают: «Что лучше — велосипедный электродвигатель с прямым приводом или редукторным механизмом?» Ответить однозначно довольно сложно, поскольку оба типа велосипедных мотор-колес имеют свои плюсы и минусы. Неправильным было бы навязывать свое мнение покупателю, поскольку он сам должен разобраться с тем, какой вариант покупки для него будет лучшим, и какой больше всего будет отвечать его потребностям, проанализировав технические параметры предоставленных в продаже мотор-колес. Скажем так: есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при выборе, только для каждого человека первостепенность того или иного фактора
зависит от его индивидуальных потребностей.
Мотор-колесо, которое является бесколлекторным синхронным электрическим двигателем постоянного тока, как элемент комплектации электрического велосипеда, представляет собой исполнительную электромеханическую систему, обеспечивающую пространственное перемещение всей конструкции велосипеда. Тяговые, скоростные характеристики, а также продолжительность эксплуатации и надежность работы электрического велосипеда во многом определяются выбором электрического мотор-колеса для комплектации электровелосипеда.
При выборе мотор-колеса для своего электровелосипеда руководствуйтесь следующими рекомендациями:
— Выбирайте мотор-колесо исходя из технических требований к их работе (по роду тока, номинальному напряжению и мощности, частоте вращения и т.д.). Определитесь с наиболее удобным для вас способом монтажа и крепления (переднеприводное, заднеприводное).
— Покупая мотор-колесо для переоборудования велосипеда на электропривод, учитывайте местность по какой вы будете эксплуатировать велосипедный электронабор, среднюю дальность ежедневных поездок на электроприводе, а также свой собственный вес. Если вы не собираетесь значительно разгонять свой электровелосипед на дороге (свыше 25 км/ч), вы весите меньше 70-80 кг и маршруты ваших поездок не являются холмистыми — обратите внимание на 250 или 350 W мотор-колеса. Если же для вас важен фактор разгона на дороге до 40-45 км/ч, как на скутере, а также значимы хорошие тяговые показатели электродвигателя и возможность легкого подъема на крутую гору — в этом случае для вас подойдет мотор-колесо минимум в 500W.
— Более целесообразно делать выбор в пользу наиболее надежного в эксплуатации мотор-колеса.
— Особое внимание стоит уделять фактору цены. Покупаемый электродвигатель по ценовому показателю должен отвечать вашим финансовым возможностям.
Помните, что правильный выбор типа, исполнения, а также мощности велосипедного мотор-колеса определяет во многом надежность, безопасность и длительность срока службы всего электровелосипеда.
Электрические велосипеды могут комплектоваться бесщеточными электродвигателями двух типов: прямоприводными и редукторными.
Технология прямого привода позволяет значительно упростить конструкцию велосипедного электрического двигателя и повысить точность пространственного перемещения. Прямоприводный велосипедные электродвигатели состоят из кольцеобразного стального статора с трехфазными медными обмотками и ротора с постоянными магнитами. Прямоприводные велосипедные мотор-колеса работают без дополнительных передаточных элементов и обеспечивают высокий показатель крутящего момента благодаря своей довольно таки рациональной конструкции. Большое число полюсных пар, при довольно значительном диаметре ротора, оптимизирует создание крутящего момента на выходе и способствует повышению эффективности магнитного поля. С технической стороны эти двигатели является наиболее надежными и долговечными, поскольку в них нечему ломаться. К тому же, общеизвестно, что любой прямоприводный электродвигатель обеспечивает оптимальное преобразование электрическое энергии в механическое перемещение.
Ввиду отсутствия редукторов или иных механических элементов трансмиссия, прямоприводные мотор-колеса имеют нулевой люфт, что в свою очередь обеспечивает высокий показатель эффективности их управления и высокую жесткость при нагрузках. Также, мотор-колеса данного типа обладают низким порогом шумообразования.
Для всех прямоприводных мотор-колес при торможении характерна способность работы в режиме генератора, вырабатывающего рекуперативную энергию, которая рассеивается в приводе или же снова поступает к источнику энергопитания — аккумуляторным батареям (функция рекуперации энергии при торможении). Необходимо только, чтобы контроллером было предусмотрено обеспечение выполнение этой функции велосипедным электродвигателем. Редукторные мотор-колеса в свою очередь исключают возможность работы в режиме генератора, поскольку коэффициент трения их элементов довольно низкий во время торможения.
Редукторные мотор-колеса весят меньше прямоприводных, характеризуются довольно хорошими показателями крутящего момента. Эти электродвигатели обеспечивают меньшее сопротивление движению, чем прямоприводные.
В отличии от прямоприводных мотор-колес, электродвигателям с редукторным механизмом не свойственно развитие скорости свыше 25-30 км/ч, поэтому этот тип мотор-колес подойдет лишь тем людям, которые не ожидают от своего электровелосипеда больших скоростных показателей.
Из-за потерь энергии в редукторе, для редукторных мотор-колес характерен более низкий КПД, нежели прямоприводных.
Многодетальная сборка делает редукторные мотор-колеса менее надежными в эксплуатации. Как правило, быстрее всего из строя в них выходят пластиковые шестерни (стираются зубья). Применение иного материала при изготовлении шестерен (например, металла) для редукторных мотор-колес не целесообразно, поскольку металлические зубчатые колеса значительно утяжелят конструкцию двигателя и сделают его работу довольно шумной.
Для лучшего восприятия вами вышеизложенной информации, изложим кратно достоинства и недостатки как прямоприводных, так и редукторных велосипедных мотор-колес.
Достоинства прямоприводных мотор-колес:
— Примоприводные мотор-колеса (безредукторные) имеют довольно надежную конструкцию. В них нет частей, поддающихся износу и трению, что в свою очередь гарантирует высокую точность динамических характеристик привода, неизменных в течении всего периода эксплуатации мотор-колеса.
— Прямой привод характеризуется непосредственным преобразованием электрической энергии в линейной (поворотное) передвижение.
— Для прямоприводных мотор-колес характерна исключительная динамика и максимально высокие показатели точности работы.
— Практическое отсутствие эффектов люфта и трения при работе.
— Могут создавать большой крутящий момент.
— Прямоприводные мотор-колеса способны развивать довольно большую скорость (например, при мощности 500W — 40-45 км/ч). Довольно быстро ускорятся, в том числе и под нагрузкой.
— Обладают высоким КПД.
— Им свойствен низкий уровень шума и вибрации.
— Прямоприводные мотор-колеса не нуждаются в смазке и ином техническом обслуживании.
— Удобство и простота установки на электровелосипед.
Недостатки прямоприводного мотор-колеса:
— Больший вес, чем у мотор-колес с редукторным механизмом.
— Незначительное магнитное сопротивление.
Достоинства редукторного мотор-колеса:
— Главным плюсом электродвигателей этого типа является чрезвычайно малый вес. Редукторные мотор-колеса совершенно не утяжеляют велосипед.
— Малогабаритный двигатель, который при установке на электровелосипед внешне остается практически незаметным.
— Мотор-колесам этого типа свойственны высокие показатели крутящего момента.
— Высокая устойчивость к перегрузкам по току.
— Большой накат.
— Малая мощность (250-350 W) всех редукторных мотор-колес позволяет экономить заряд батарей, и соответственно увеличивать пробег на одном заряде аккумуляторов.
Недостатки редукторного электродвигателя:
— элементы редукторного мотор-колеса больше поддаються износу, чем прямоприводного электродвигателя,
— максимальные скоростные показатели ограничены 25-30 км/ч;
— КПД редукторного двигателя ниже прямоприводного.
— Исключена возможность работы в режиме генератора энергии (функция рекуперативного торможения).
— Существует необходимость периодического технического обслуживания.
Итак, мы рассмотрели позитивные и негативные стороны двух типов велосипедных мотор-колес, теперь предоставляем вашему вниманию несколько ключевых параметров для сравнения прямоприводных и редукторных электродвигателей:
Вес. Редукторные велосипедные мотор-колеса весят меньше прямоприводных, однако ошибается тот, кто думает, что прямоприводные мотор-колеса имеют значительно больший вес, нежели редукторные. Разница в весе есть — не спорю, но она настолько незначительна, что при установке на электровелосипед практически не ощутима. Если взять, к примеру, редукторное мотор-колесо 24V 350W, то его вес будет составлять в зависимости от марки производителя 2,6-2,9 кг, в то время, когда прямоприводное мотор-колесо той же мощности будет весить 4,2-4,4 кг. Если просчитать разницу в весе этих мотор-колес, то получим цифру в 1,5 кг. Исходя их этого, думаю, что вес — это не первостепенный показатель при осуществлении выбора в пользу той или иной модели электрического велосипедного мотор-колеса, но выбор все равно за вами…
Размер. Ошибочным является мнение, что прямоприводные мотор-колеса больше редукторных. Если конечно сравнивать электродвигатели разной мощности (например, 250W и 500W), то разница в размере будет явно заметной. Но если же брать электродвигатели с прямым приводом и редукторным механизмом равные по мощности (250W или 350W), то их внешние габаритные размеры будут идентичными.
Мощность и практичность. Если вы планируете ездить преимущественно по равнинной местности, и не собираетесь разгонять свой электровелосипед свыше 25-30 км/ч, то вам стоит обратить внимание на малогабаритные и компактные 250W или 350W мотор-колеса (редукторные или прямоприводные). Если же хотите выжимать со своего электрического велосипеда до 40-45 км/ч, предполагаемые маршруты ваших поездок холмисты, вы весите больше 70 кг и ожидаете от своего электровелосипеда лучших показателей тяговитости — преобретите мотор-колесо на 500 W. Мощности электродвигателя в 500W вполне достаточно для того, чтобы ваш электрический велосипед превратился практически в аналог скутера с дополнительной функцией педалирования, преодолевающий без проблем крутые подъемы.
Учитывая, что для редукторных мотор-колес свойственно ограничение скорости на показателе 25-30 км/ч, в случае, если вы желаете развивать на своем электровелосипеде большую скорость, вам подойдет только прямоприводный электродвигатель.
Берите во внимание эту информацию при осуществлении покупке, поскольку показатель мощности мотор-колеса электровелосипеда очень важен!
Жизненный период/период эксплуатации. Многолетняя практика продаж и эксплуатации велосипедных мотор-колес наглядно демонстрирует, что редукторные механизм электродвигателя быстрее поддается износу, нежели мотор-колеса с прямим приводом. Во всех редукторных мотор-колесах, независимо от завода-производителя, применяются пластиковые зубчатые колеса (шестерни), именно их зубья со временем начинают стираться под воздействием постоянного трения. Использование шестеренок из металла считается нецелесообразным, поскольку значительно утяжеляет конструкцию мотор-колеса с редукторным механизмом, к тому, же применение подобного материала при выпуске зубчатых колес стало бы причиной образования довольно высокого шумового порога. Шестерни редукторных мотор-колес, в зависимости от периодичности и дальности преодолеваемых на электровелосипеде маршрутов, изнашиваются за 1-2 года. Однако, отказываться от редукторных мотор-колес по причине изнашивания элементов их механизма тоже не стоит, поскольку пластиковые шестерни довольно просто заменяются. Каждая шестерня может сниматься и ремонтироваться независимо от других.
В конструкции прямоприводных электровелосипедных двигателей, в отличии от редукторных, нет частей поддающихся износу и трению. Эксплуатационный период таких мотор-колес составляет больше 5 лет.
Крутящий момент. Существует мнение, что редукторным велосипедным мотор-колесам свойствен более высоких показатель крутящего момента, однако данное утверждение не совсем точно. Современные технологии позволяют выпускать прямоприводные мотор-колеса, как равные редукторным электродвигателям по показателю максимального крутящего момента, так и с более высоким выражением крутящего момента.
Работа под нагрузкой. Если сравнивать велосипедные мотор-колеса равной мощности, то прямоприводное мотор-колесо будет выделяться лучшими показателями работы под нагрузкой, при идентичных с редукторным электродвигателем скоростных характеристиках.
Чтобы лучше разобраться с функциональными возможностями мотор-колес разной мощности, предлагаем вам сравнить 250W велосипедный электродвигатель с 500W. Последний является более габаритным и увесистым, чем 250W двигатель. Но в то время, когда 250 W мотор-колесо может передвигаться при максимальном скоростном режиме 25-30 км/ч, чего вполне достаточно для велосипедного путешествия в умеренном темпе, 500W электродвигатель может разгоняться как до 40-45 км/ч, так и ограничивать свои скоростные возможности с помощью электроники до более безопасного уровня (25-30 км/ч), к примеру, в ситуации интенсивного движения на дороге.
Во многих странах мира установлены юридические ограничения как на мощность используемых в электрических велосипедах двигателей, так и на максимально развиваемую ими скорость. Фактически на законодательном уровне в этих странах прописано, что электродвигатель, устанавливаемый на велосипеде, не должен иметь мощность свыше 250-350 W. Если же электровел комплектуется электродвигателями большей мощности, то обязательным условием является ограничение скорости электроникой на показателе 25-30 км/ч. Учитывая данный момент, многие мировые производители электровелосипедов оснащают свою велопродукцию мотор-колесами небольшой мощности, что позволяет с одной стороны придерживаться закона, а с другой -служит целью удешевления электровелосипедов и уменьшения их веса. Поскольку прямоприводные мотор-колеса отличаются большим весом, электровелосипеды для рынка этих стран комплектуют редукторными двигателями. Законодательственная база Украины не устанавливает ограничений ни на мощность применяемого электровелосипеде двигателя, ни на развиваемую им скорость. Поэтому, фактически за самыми украинскими велосипедистами остается право выбора наиболее соответствующего их запросам типа электровелосипедного мотор-колеса.
250W мотор-колесами предпочитают комплектовать электровелосипеды такие производители, как Bionx, Вafang. В то же время, такие мировые компании, как Сurrie, Pedego, Stromer, считают оснащение электрических велосипедов 500W мотор-колесами с функцией ограничения скорости более целесообразным.
Если вы решили переоборудовать свой электровелосипед на электропривод, но не знаете, какое мотор-колесо (редукторное или прямоприводное) вам больше подойдет, определитесь прежде всего для себя с такими моментами:
1. Типом местности по которой вы будете передвигаться. Если ваши велосипедные маршруты пролегают по холмистой местности — вам больше подойдет прямоприводное мотор-колесо минимум в 500W.
2. Максимальным показателем скорости достаточным для вас. Если 25-30 км/ч для вас вполне достаточно при путешествии на электровелосипеде, то приобретайте 250-350W мотор-колесо. При этом, выбор между прямоприводным и редукторным двигателем осуществляйте исходя из первостепенных для вас качественных характеристик. Для большей скорости электровелосипеда вам понадобиться более мощный электрический мотор.
3. Принципиальностью для вас разницы в весе между электродвигателями этих двух типов. Как уже говорилось ранее, прямоприводное мотор-колесо весит больше редукторного, но в мотор-колесах аналогичной мощности эта разница совсем небольшая.
