Асинхронный двигатель для велосипеда - Infinity-Terra.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Асинхронный двигатель для велосипеда

Электродвигатель для велосипеда своими руками

В настоящее время велосипед является одним из самых востребованных и популярных способов передвижения. Занимаясь велоспортом, можно практически бесплатно доехать до места назначения, одновременно тренируя определенную группу мышц, тем самым поддерживая свое тело в отличном здоровом состоянии. Главным преимуществом такого перемещения является отсутствие влияния на загрязнение окружающей природной среды.

Велосипедные прогулки на большие расстояния могут в некоторой степени утомлять велосипедиста. Для облегчения его работы был изобретен велосипедный электродвигатель. Первые модели такого оборудования начали выпускаться в 1998 году.

Первоиспытателями данной продукции стали жители горных местностей по причине частых тяжелых подъемов, которые напрочь отбивали у них желание пользоваться велосипедами. Велосипедный электродвигатель также моментально оценили люди преклонного возраста, находящиеся не в лучшей физической форме.

Применение велосипеда с установленным на него полезным оборудованием позволяет велосипедисту не прикладывать усилия для осуществления процесса езды. В некоторых случаях это чудо устройство позволяет обеспечить самостоятельное перемещение велосипеда, абсолютно без прикладывания усилий извне, за счет заряда батарей и электродвигателя.

Велосипедный электродвигатель и его конструкция

Доработка до совершенного вида моделей электродвигателей происходила на протяжении длительного периода времени не одним специалистом, которые разработали несколько их видов:

  1. Подвесной электродвигатель.
  2. Электродвигатель встроенной конфигурации:
  • с прямым приводом;
  • редукторый.

Каждый из описанных видов двигателей имеет свои технологические особенности, преимущества и недостатки в процессе их эксплуатации. Обычно выбор их производится в соответствии с желаниями владельца велосипеда с учетом его конструктивных особенностей.

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:

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.

Как сделать велосипедный мотор из подручных средств

Популярность использования электродвигателей растет с каждым днем. В настоящее время их можно приобрести в готовом виде или по отдельным деталям с целью самостоятельного произведения процесса сборки.

Для того, чтобы своими силами собрать электродвигатель, необходимо заранее подготовить составляющие элементы:

  • контроллер;
  • батареи;
  • зарядное устройство к батареям;
  • двигатель.

В усовершенствованном двигателе предусмотрен индикатор, который выполняет функции:

  • предоставляет информацию о степени заряда батареи;
  • извещает о величине скорости велосипеда;
  • информирует об уровне силы нажатия на педаль транспортного средства.

На рассматриваемый индикатор подает сигналы элемент контролера.

Также электродвигатель обладает удобным свойством, связанным с возможностью зарядки батареи при следующих условиях:

  • в случае полной остановки велосипеда;
  • при движении его с постоянной скоростью;
  • при совершении плавного торможения.

Для электродвигателей применяются различные батареи:

При самостоятельном изготовлении электромотора аккумулятор может брать прикреплен несколькими способами:

  • в специально отведенном контейнере;
  • непосредственно на раме;
  • в отсеках рамы.

Мотокомплекты и специальные двигатели

Приобретаемые мотокомплекты уже содержат все необходимые крепления, для большинства моделей велосипедов являющиеся универсальными.

Многие известные производители начали выпускать велосипедные моторы мощностью до четырех лошадиных сил. Установка такого оборудования позволит эксплуатировать велосипед без необходимости кручения педалей, позволяя ехать только за счет электродвигателя.

Фрикционная передача

Принцип фрикционной передачи заключается в передаче крутящего момента между двумя вращающимися круглыми дисками, один из которых является ведомым, а второй- ведущий.

Движение осуществляется за счет силы трения на рабочей поверхности.

Недостатком такого устройства является большая вероятность проскальзывания по причине недостаточного трения между соединяемыми элементами.

Классическая цепная или ременная передачи

Смысл ременной или цепной передачи заключается в возможности передачи движения между двумя валами, расположенными друг от друга на достаточном удалении.

На каждый из валов одеваются шкивы, на которые и происходит крепление ремней или цепи. Нормальное обеспечение движения осуществляется только при натянутых элементах соединения шкивов.

Самое простое решение – мотор-колесо

Систему «колесо-мотор» можно изготовить самостоятельно. Установка производится с использованием колеса диаметра от двадцати до двадцати восьми дюймов.

Принцип работы данного устройства заключается в создании крутящего момента в элементе ротора за счет образования магнитного поля крутящегося типа на статоре, являющемся неподвижным и взаимодействии с магнитами ротора.

Электродвигатель — отзывы велосипедистов

Кирилов Евгений, город Пермь

Мамот Ольга, город Москва

Никифоров Александр Петрович, город Омск

Решил изменить свою жизнь и установить электродвигатель на велосипед. Очень доволен. Я теперь не только не устаю от дороги, я еще стал очень мобильным по причине развития моим конем большой скорости.

Безбородов Антон Сергеевич, Московская область

Заключение

В мире современных технологий происходят постоянные совершенствования в направлении улучшений условий использования различной техники, одной из которых и является транспортное средство в виде велосипеда. При желании и соответствующих финансовых возможностях, можно приобрести велосипед сразу с электродвигателем.

Можно отдельно прикупить соответствующий типу велосипеда двигатель, и самостоятельно, или при помощи специалистов, произвести его установку. Также предоставляется возможность собственноручной сборки двигателя из отдельных элементов.

Все вышеописанные мероприятия способствуют улучшению и облегчению эксплуатации удобного и экологичного средства передвижения велосипеда.

Электровелосипед своими руками на основе двигателя BBSHD (1700 Ватт/58В)

Всем привет, в этой инструкции мы разберем, как сделать мощный электровелосипед на основе двигателя BBSHD. Для этих целей автор использовал комплект мощностью 1700 Ватт, которые достигаются при напряжении 58В. Особенность двигателя в том, что он не требует существенных изменений в конструкции двигателя. Он представляет собой электродвигатель, на котором установлена такая-же ось с шатунами и педалями, как не велосипеде. То есть, если нужно, вы едете на электромоторе, а если заряд закончится, можно перейти на обычную мускульную тягу. При желании вы также можете помогать двигателю педалями, тем самым экономя заряд.

Автор переоборудовал свой горный велосипед. Задумка в том, чтобы ездить по горам, бездорожью, грязи и так далее. Двигатель тут установлен очень мощный, если сравнивать с классическим покупными электровелосипедами. Еще один плюс в том, что у вас остается функционировать 7 или более передач, в зависимости от количества звездочек на задней оси. Это значит, что крутящего момента вам хватит, чтобы заехать на любую гору. Итак, рассмотрим более подробно, как же переоборудовать свой велосипед.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— двигатель Bafang BBSHD ;
— подходящий велосипед;
— аккумуляторы 18650 (не менее 75 штук);
— кабель 12AWG около 4 м черного и столько же красного;
— подходящий BMS (автор использовал JBD-HP14SA);
— лист акрила и фанера;
— разъемы XT90SA;
— винты, болты и гайки;
— блок питания 60В 5А;
— стяжки для кабеля;
— термоусадка на 4 мм и 250 мм;
— канализационная труба 2.5 дюйма;
— счетчик мощности, сетевой выключатель датчик BBS (и другое по желанию).

Список инструментов:
— отвертки и гаечные ключи;
— точечный сварочный аппарат;
— ножовка;
— клеевой пистолет;
— термофен;
— паяльник с припоем.

Процесс изготовления электровелосипеда:

Шаг первый. Установка двигателя
Двигатели BBSHD изготавливаются под различные конструкции велосипедов. Если ваш велосипед не фирменный, то есть риск, что двигатель не установится на велосипед без переделок. Произведите все необходимые измерения и подберите для себя нужную модель двигателя. На таких моторах установлен довольно большой по размерам редуктор, именно он порой мешает установить агрегат, так как упирается в раму. Но если вам не жалко велосипеда, то вы можете установить на него любой двигатель. Понадобится немного поработать болгаркой и сварочным аппаратом, но все это решаемо.



В целом выбранный двигатель может питаться от напряжения 48 Вольт, источник питания должен обеспечивать мощность до 1000 Ватт. Но автор питает свой двигатель напряжением 52 В, а можно и больше, так раскрывается весь потенциал мотора.

Каждая ячейка 18650 выдает напряжение 3.7В-4.2В, то есть для получения нужного нам вольтажа понадобится 3.7V x 14 = 51.8V. Однако просто соединить последовательно аккумуляторы не получится, они дадут нужные Вольты, но не смогут выдать нужный ток, да и емкость такого батарейного блока будет маловата. По задумке автора аккумуляторный блок должен выдавать 80A / 12000mAh, либо 100A / 15000mAh соответственно.

Шаг третий. Изготавливаем корпус под аккумуляторы
Автор задумал собрать свой аккумулятор из 70-ти ячеек 18650. Чтобы расположить все это дело на велосипеде, выбираем подходящее место внутри рамы и создаем шаблон. Шаблон автор делает из листа картона и затем вырезает. По этому шаблону изготавливаем еще один шаблон из деревянных брусьев или подобного материала.







Сам корпус автор формирует по изготовленному ранее шаблону из листа акрила. Подойдет также и другой подобный материал. Акрил легко гнется, если нагревать его в нужных местах термофеном. А концы корпуса затем автор склеивает клеем Горилла. Вместо клея их можно скрутить саморезами и так далее.

Шаг четвертый. Устанавливаем ячейки в корпус
Доделаем корпус, для этого к одной его стороне крепим лист из фанеры, доски или другой подобный материал, чтобы получилась стенка. Вот и все, теперь в изготовленный корпус устанавливаем аккумуляторы 18650. Автор устанавливает их по схеме 14S / 5P для 52V. 100А, 15 000 мАч. Обязательно аккумуляторы должны быть подключены через BMS-контроллер, который не допустит глубокого разряда или перезаряда. Автор для этих целей выбрал контроллер JBD-HP14SA, который работает с 40A и 14S.




Все ячейки нужно соединить последовательно и параллельно для получения нужных характеристик. Будьте осторожны при работе с этими аккумуляторами, даже одна ячейка может образовывать при замыкании неслабые искры и нагревать провода докрасна. А при напряжении 52В можно получить довольно серьезные травмы. Работайте в очках и защитных перчатках. Избегайте короткого замыкания батарей, так как они при этом выходят из строя. Каждую батарею перед установкой нужно проверять, иначе одна проблемная ячейка может привести к неработоспособности всей схемы.

Для соединения ячеек отлично подходит точечный сварочный аппарат. Можно работать и мощным паяльником, но это будет значительно дольше.
















Мотор-колесо Дуюнова

Дмитрий Дуюнов – российский изобретатель асинхронного мотор-колеса, в котором вместо пояса сильных редкоземельных магнитов, как в классических электродвигателях, используется широкое кольцо из медной обмотки. Мощность уже имеющегося прототипа около 2,5 кВт при крутящем моменте в 200Нм.

Дмитрий Дуюнов.

В этом моторе реализован гениальный и простой принцип инженерии — принцип комбинированного или совместного воздействия. Используются две взаимозависимые совмещенные обмотки, одна из которых собрана в «звезду», а вторая в «треугольник».

Мотор-колесо Дуюнова на электровелосипеде.

Данная идея была возможна и ранее, но только в теории, на практике же всё упиралось в необходимость дополнительных, в том числе и эмпирических расчетов, что Дмитрию, как видим успешно удалось. Мотор также управляется внешним контроллером, как и классический тип, и питается от литиевой батареи.

Видео про разработку Дмитрия Дуюнова от канала АвтоВести.

Преимущества мотор-колеса Дуюнова

Все существующие на сегодняшний день электромоторы любого назначения это, либо коллекторные моторы, где контакт происходит с помощью графитовых стержней «щеток», либо моторы, использующие внешний пояс из редкоземельных магнитов.

Коллекторные электромоторы имеют недостаток в виде трущихся деталей, а соответственно вытекающих из этого недостаточной надежности, долговечности и шумности.

Бесщеточные моторы на постоянных магнитах такого недостатка лишены, но они требуют промышленную добычу этих самых магнитов, их обработку и установку, что требует высокопрофессионального производства. К тому же, запасы данных магнитов на нашей планете не безграничны и рано или поздно придется искать им замену или обращаться к другим принципам самого электромотора.

Мотор, представленный Дмитрием, не требует установки магнитов, их место занимает значительного размера обмотка из простой медной проволоки. Данная конструкция в том числе позволила значительно увеличить крутящий момент мотора. Для сравнения, обычное мотор-колесо выдает около 40-60 Нм, против 200 Нм у рассматриваемого прототипа Дуюнова.

Мотор-колесо Дуюнова

Также как и бесщеточные моторы на магнитах, мотор Дмитрия имеет малую неподрессоренную массу, что позволяет рассматривать его использование в том числе в автомобиле в качестве основного движителя. Тем более это возможно благодаря значительному росту мощности мотор-колеса при увеличении размеров внешней обмотки.

Со слов изобретателя — ограничиваясь внутренними габаритами классического автомобильного колеса – возможно расположить в нем мотор 20 и даже более киловатт при частоте вращения 1000 об/мин, что при установке в каждое колесо даст более 80 кВт а это уже более 100 л.с. — чего достаточно для современного городского автомобиля. Вес данной конструкции составит около 18 кг, что не так уж и много, если учесть что данная конструкция будет лишена ступичного узла и приводных валов используемых в классической компоновке автомобиля.

Увеличение мощности в таком моторе, помимо остального, в первую очередь достигается за счет увеличения толщины слоя внешней обмотки мотора – для представленной мощности в 2,5 кВт требуется около 3,5 см слоя обмотки, в то время как для 20 кВт потребуется слой, увеличенный всего до 7 см.

Данное изобретение Дмитрий естественно запатентовал, что не позволяет другим интересующимся организациям по всему миру «украсть» данную идею, хотя постоянные попытки обойти патент не прекращаются – что ожидаемо для изобретения такого уровня.

В ближайшее время данный мотор будет передан в Германию в немецкую независимую лабораторию для получения точных паспортных характеристик и сертификата.

Видео с Дмитрием Дуюновым и его электровелосипедом

Будет крайне обидно если такое современное и, главное, востребованное изобретение уйдет за границу. И по первоначальным и по глубоким оценкам у данного мотора большое будущее. Не зря же компании Китая и Индии уже ведут переговоры с Дмитрием по поводу дальнейших разработок и их коммерческого производства. Будем надеятся, что изобретение сыграет положительную роль и для своей родины.

Электромоторы для велосипедов

8 минут Автор: Сергей Морской 206

Велосипед – удобный и практичный транспорт, однако его скорость существенно ниже по сравнению с двухколесными собратьями: мотоциклами, мопедами и скутерами. Для придания байку высоких скоростных показателей и облегчения передвижения под гору были изобретены специальные устройства – двигатели с электрическим приводом.

Современные электромоторы для велосипеда делятся на три типа: мотор-колеса, фрикционные и навесные. Рассмотрим подробно, что они собой представляют и какими особенностями обладают.

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.

Преимущества и недостатки использования двигательного агрегата

Нет ничего удивительного в том, что вело-мотор несовершенен, имеет свои положительные и отрицательные черты. Как говорится, «палку о двух концах» никто не отменял. Приступим к рассмотрению плюсов:

  1. Скорость и динамика. Любой из ранее названных двигателей даст велосипедисту большей легкости в движении и пару десятков километров. Стоит ли говорить об отсутствии усталости при езде в гору, которая неизбежна даже на суперскоростном байке без мотора?
  2. Более равномерная нагрузка на ноги . Движок не освободит от необходимости педалировать, однако делать это будет значительно проще благодаря дополнительной толкающей силе. Отсутствие перепадов нагрузок позволит избежать чрезмерной усталости ног, и, конечно, ручьев пота.
  3. Возможность свободного маневрирования на автодорогах, благодаря скорости, соразмерной автомобильной. Впрочем, в этой области есть и существенный недостаток. О нем и о других минусах электробайка читаем дальше.

Недостатки велосипедов с электромоторами:

  1. Опасность на дороге. Значительная часть автовладельцев еще не привыкла к велосипедистам на своей территории, а если велосипед несется по дороге почти со скоростью машины… Добавим сюда качество российских дорог и получим то, что поневоле придется ограничивать возможности нашего супер-велика и пользоваться невысокими скоростями. Не проще ли просто крутить педали?
  2. Тяжесть. Не поспоришь, движок добавит к раме десяток килограммов. И если со снижением скоростных показателей смириться можно, то перетаскивать такой велик точно не в кайф.
  3. Стоимость. Потратиться на велосипед с электромотором придется вдвое больше, чем на обычный качественный байк.
  4. Угон. К сожалению, украденный велосипед пока остается за вором без наказания. С учетом предыдущего пункта сделать выводы несложно.

Здесь мы осветили основные положительные и отрицательные черты байков с электродвигателями относительно обычных велосипедов. Решать, какой из них покупать, дело каждого. Серьезным барьером к покупке может стать именно цена, из-за чего придется отказаться от своей задумки. А стоит ли? Может, получится создать мотор своими руками и установить его на обычный велосипед?

Самостоятельная установка электродвигателей

В задачи собственноручной установки электромотора входит подборка готового двигателя и аккумулятора и, конечно, их установка. В результате мы получим электробайк с навесным двигателем и АКБ.

Для получения нужной подзарядки мотора (220 В) в процессе движения на велосипеде потребуется, скорее всего, несколько небольших батарей, которые дадут заметный привес и, следовательно, ухудшат динамику. Другой вариант – найти большой, зато один аккумулятор.

Аппараты, двигатели которых подойдут для велосипеда:

  • газонокосилки;
  • стиральные машины (не автоматы);
  • бензопилы.

Последние относятся к аппаратам, работающим на бензиновом топливе, следовательно, и движок на велосипеде будет стоять бензиновый. Это и дополнительная установка бензобака, еще неизвестно, как он поведет себя в дороге, поэтому стоит остановить свое внимание именно на электродвигателях.

Сделать правильный веломотор поможет знание мощности мотора (лучше брать не слишком высокую), а также, как подсоединить к нему АКБ и цепь. Ее придется полностью снять и одним концом прицепить к валу двигателя. Из подручных средств для соединения с АКБ подойдут крепкие провода с хорошей изоляцией.

Аккумулятор и моторный блок лучше всего установить в области каретки вблизи центра тяжести велосипеда. Само собой разумеется, что понадобятся крепления и зажимы для фиксации. Кнопка включения и отключения питания протягивается на рулевую ручку.

Создание собственного движка из подручных средств – дело хлопотное. Оно может окончиться неудачей. Более рациональный вариант превратить свой байк в силовую машину – это покупка и установка готового электромотора для велосипеда. Проще всего будет поставить мотор-колесо, главное, чтобы оно подходило по размеру и точно фиксировалось на раме.

Если в планы не входит замена колеса, то лучше всего приобрести навесной движок. Собрать такой узел своими руками будет несложно, потребуется только установка и соединение. В общих чертах понадобится:

  • снять заднее колесо;
  • соединить цепь с движком;
  • установить моторный блок;
  • поставить аккумулятор;
  • установить блок управления и регулировочные ручки;
  • соединить все элементы набора между собой.

После установки необходимо проверить, насколько правильно все установлено и как работает силовой агрегат. При недостаточной мощности движка потребуется его подталкивание педалями, что, в принципе, допустимо для велосипеда.

Электродвигатели для великов – это незаменимые помощники для тех, кто часто преодолевает огромные расстояния или живет в холмистой местности. Правильное расположение, средняя мощность и размеры, а также рациональное использование перечеркнут практически все недостатки электровелосипеда и позволят извлечь из него максимум пользы.

Rainger8 › Блог › Уникальное мотор-колесо Шкондина, Дуюнова

Недавно наткнулся на уникальную в своем роде разработку нашего профессора Шкондина, живущего и работающего в г. Протвино МО.
Изучив поверхностно данное Ноу-Хау, я поразился унакальностью этого изобретения. Данное электрическое мотор-колесо может устанавливаться как на скутеры, мотоциклы так и на автомобили. Из-за унакально огромного КПД работы у этого изобретения будет большое будущее в нашей стране (надеюсь что изобретение не будет продано Китайцем или на Запад).

О Мотор-Колесе Шкондина говорят и пишут многие. И часто это происходит на уровне мифов и предположений. Мол, есть такое изобретение, и по многим параметрам оно просто замечательно, а вот как оно работает, практически никто не объяснил. Сам Василий Васильевич Шкондин отсылает всех к своим многочисленным отечественным и зарубежным патентам, где, якобы, всё написано, а если хотите производить такие колеса, то берите лицензии.

О Мотор-Колесе Шкондина в Интернете можно найти ряд интересных статей. Например, «Василий Шкондин – конструктор лучших в мире электровелосипедов». Или познакомиться с информацией о моторе Шкондина по ряду фильмов. Например, по адресу, где можно посмотреть сразу 25 фильмов. Эти же фильмы можно найти в Интернете и по другим адресам. Приведу лишь один из последних фильмов, созданных Старухиным.

Здесь можно посмотреть сведения о патентах, которые принадлежат Шкондину . А тут указаны данные про «ООО МОТОР-КОЛЕСО ШКОНДИНА».

Чтобы понять особенности мотор-колеса Шкондина, а проще, говоря, двигателя Шкондина, нужно сравнить его двигатель с конструкцией стандартного двигателя постоянного тока и так называемого бесколлекторного двигателя. Но для начала приведем некоторые данные из патентов Шкондина, а также ряд рисунков, которые позволят понять основные принципы, которые положил Шкондин в основу своего мотора.

Познакомиться с патентами Шкондина можно по указанным адресам, но можно почитать и на моем сайте по адресам здесь и здесь. Сам Шкондин старается позиционировать свой двигатель как мотор-колесо, но при желании этому двигателю можно придать любую форму, сохраняя при этом саму идеологию изобретения. Рассмотрим поближе мотор-колесо Шкондина

Итак, имеем статор внутри, и ротор снаружи. На статоре через равные промежутки установлено 11 пар магнитов, полюса магнитов чередуются. Всего полюсов 22. На роторе установлены 6 U-образных электромагнитов, у которых, получается, имеется 12 полюсов. На роторе установлены щетки, с помощью которых подается питание на электромагниты, а на статоре установлен коллектор, с которого электрический ток поступает на щетки. Обращаю внимание на то, что расстояние между полюсами любого электромагнита ротора равно расстоянию между соседними магнитами на статоре. А это означает, что в момент точного «соприкосновения» полюсов одного из электромагнитов с соседними полюсами магнитов на статоре, полюса остальных электромагнитов с полюсами магнитов на статоре не «соприкасаются».

Сдвиг полюсов электромагнитов на роторе и полюсов магнитов на статоре относительно друг друга создает между ними градиент напряженности магнитного поля, а последний как раз и является источником крутящего момента. Для варианта двигателя Шкондина, изображенного на рис.1 получается, что в каждый момент времени крутящий момент создают 5 электромагнитов из 6. Тот электромагнит, полюса которого точно «соприкасаются» с полюсами магнитов на статоре, крутящего момента не создаёт. Получаем своеобразный силовой КПД в 83%. И это при отсутствии притиво ЭДС. А если считать КПД по доле участвующих в создании тяги магнитов на статоре, то получаем, что из 22 магнитов тягу создают 20 магнитов, т.е., 91%.

Пока прошу поверить на слово, что коллектор мотора Шкондина устроен так, что он в нужное время переключает направление тока в обмотках электромагнитов, что обеспечивает тягу только в одну сторону. Можно даже утверждать, что в данном моторе Шкондина работают сразу 6 классических электромоторов. Мотор действительно работает мотором, а не маховиком. В данном моторе на «полную катушку» используется не только мощность электромагнитного поля, но и коллекторно-щеточный механизм. И при этом двигатель устроен удивительно просто. Он состоит всего из 5-6 основных деталей. Создав для этих деталей точные матрицы, можно штамповать двигатели Шкондина миллионами.

Познакомимся поближе с одним из патентов Шкондина. Это ИМПУЛЬСНО-ИНЕРЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ . Выделим из этого патента достаточно большую цитату, которая содержит основные отличительные признаки двигателя Шкондина:

«Импульсно-инерционный электродвигатель, в соответствии с настоящим изобретением, содержит: статор с круговым магнитопроводом, на котором закреплено четное количество постоянных магнитов с одинаковым шагом;

ротор, отделенный от статора воздушным промежутком и несущий четное число электромагнитов, которые расположены попарно напротив друг друга;

распределительный коллектор, закрепленный на корпусе статора и имеющий расположенные по окружности токопроводящие пластины, соединенные с чередованием полярности с постоянным источником тока и разделенные диэлектрическими промежутками;

токосъемники, установленные с возможностью контакта с пластинами коллектора, причем каждый из токосъемников подключен к одноименному выводу обмоток соответствующих электромагнитов.

Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, причем обмотки катушек смежных электромагнитов соединены последовательно, а выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к токосъемникам, соединены между собой. Количество постоянных магнитов статора, равное n и количество электромагнитов ротора равное m, подбирают таким образом, чтобы они удовлетворяли соотношениям:

n=10+4k, где k — целое число, принимающее значения 0, 1, 2, 3 и т.д.

m=4+2L, где L — любое целое число, удовлетворяющее условию 0

Рассмотрим последний рисунок. На нём полюса электромагнитов ротора сверху и снизу совпадают с полюсами магнитов на статоре. Эти электромагниты в создании тяги не участвуют, поэтому питание на них не подается. Полюса электромагнитов справа и слева с полюсами магнитов на статоре не совпадают. Поэтому на эти электромагниты питание подается. И именно эти электромагниты создают крутящий момент. И именно на это тратится энергия из аккумулятора.

Обратите внимание, что как правый, так и левый электромагниты сразу взаимодействует с магнитными полями трех соседних статорных магнитов. А это уже типичная магнитная дорожка, которая за счет градиентов в магнитных полях позволяет получить максимальную тягу. Если считать тягу по задействованным электромагнитам, то получаем, что тягу создают 50% электромагнитов, а если по числу задействованных магнитов статора, то получаем, что в создании тяги участвует сразу 60% магнитов. А это уже большой показатель. Т.е., и на примере этой схеме мы убедились, что мотор-колесо Шкондина – это мотор в моторе.

Теперь рассмотрим схему стандартного электродвигателя с подмагничиванием статорных обмоток, взято здесь

В этом двигателе всего пара щеток, зато на коллекторе масса контактов, численно равных числу проводников обмотки ротора. В правом верхнем углу показано сечение мотора с неправильным указанием направления токов в проводниках роторной обмотки. Дело в том, что в каждый момент времени ток подается только в пару проводников, значит только в одном проводнике сверху ток течет от нас, а внизу только в одном проводнике ток течет к нам. Остальные секции ротора такого мотора работают как маховик, что не всегда хорошо. Поэтому при запуске за счет необходимости «сдвинуть ротор с места» такие моторы потребляют большой ток из сети или аккумулятора. Либо при выключении такие моторы превращаются в генераторы, так как остановка ротора, обладающего большой механической инерцией, требует длительного промежутка времени.

К сожалению, такие моторы составляют большую часть моторов на постоянном токе в нашей промышленности. И замена электромагнитов статора на сильные постоянные магниты погоды не сделают.

Теперь посмотрим на возможность использования двигателя Шкондина в бесколлекторном варианте. Сам Шкондин получил несколько патентов, где как вариант он рассматривал возможность использования его двигателя без коллектора. Например, на следующем рисунке (рис. 6) показана такая

В этом случае двигатель Шкондина работает примерно так, как показано на следующей анимации:
vitanar.narod.ru/schkondin3/schkondin3_7.gif

Но есть существенный различия. Если в двигателе на рис.7 магнитное поле вращается синхронно с вращением ротора, заставляя ротор вращаться вслед за вращением магнитного поля, то в двигателе Шкондина такого нет. В двигателе Шкондина «бегущим» является отключение тока электромагнита ротора в тот момент, когда полюса электромагнита ротора устанавливаются напротив полюсов пары магнитов на статоре. При этом в момент отключения тока в таком электромагните в других электромагнитах направление тока меняется на противоположное. Это позволяет в нужный момент или нужном месте заменить «притяжение» полюсов электромагнитов к паре магнитов на статоре на «выталкивание» полюсов электромагнитов от пары полюсов магнитов статора.

Поэтому Шкондин правильно делает своим оппонентам замечание, что подходить к его двигателю с общераспространёнными теориями бесполезно, что обмотки электромагнитов ротора нельзя соединять ни звездой, ни треугольником. Оно и, правда, двигатель Шкондина – это совокупность магнитных дорожек, динамически меняющих свои параметры за счет переключение обмоток электромагнитов в нужное время и в нужном месте. Поэтому и выдает этот мотор результаты, которые обычным моторам и не снились.

Мотор Шкондина – это не маховик, это устройство, которое с высоким КПД использует взаимодействие магнитных полей, параметры которых умело меняются как за счет правильного соотношения между парным числом магнитных полюсов на статоре и числом пар полюсов электромагнитов на роторе, число пар магнитов на статоре больше числа пар полюсов электромагнитов на роторе, правильно сконструированного коллектора или устройства синхронизации в бесколлекторном варианте.

Мотор Шкондина обладает при той же массе и подаваемого на обмотки ротора тока гораздо большей мощностью, чем электромотор стандартной конструкции. Мотору Шкондина конструктивно можно придать любую форму, как в виде колеса (блина), так и в виде цилиндра, наподобие той формы, которую придают существующим двигателям постоянного тока. Это делает такие двигатели подходящими для установки в военную технику самого разного назначения. Эти двигатели можно использовать в космосе. В авиации такие двигатели хорошо подходят для вертолетов, так как они обладают малой инерцией вращения. Значит лопастями с такими двигателя легче управлять, уменьшится вероятность непредвиденных катастроф.

Кроме мотора Шкондин спроектировал и собрал несколько вариантов генераторов по своей схеме. Причем на одно и тоже транспортное средство можно установить и двигатель, и генератор. И когда двигатель будет «тянуть» транспортное средство, генератор будет вырабатывать электроэнергию и с КПД больше 90% и возвращать её в аккумулятор. Наивысшим достижением Шкондина является создание спарки двигателя и генератора, которые дополненные небольшой солнечной батареей или ветряком, практически становится «вечным» двигателем, мощность которого достаточна для обеспечения электроэнергией сельского дома или квартиры.

Так что для меня понятно, почему коляска для инвалидов, собранная Шкондиным, пробегает дистанцию на одном заряде аккумулятора больше, чем аналоги, собранные в других странах. Или почему на электровелосипеде Шкондина можно проехать 50 и более километров на паре аккумуляторов для источников бесперебойного питания, которые мы привыкли использовать для своих компьютеров. Или почему мотор-колесо Шкондина можно использовать для строительства ветрогенератора.

Данная статья написана не как реклама Шкондину, а как попытка разобраться с механизмом работы его двигателя, чтобы немного развеять тот туман, который в последнее время сгустился над этим изобретением. И, похоже, что двигатель Шкондина, как всё гениальное, очень простое устройство.

Можно еще долго вести разговор о достоинствах мотора Шкондина. Но пока к этому делу не проявят интерес государственные чиновники или акулы российского бизнеса, мотор-колесо Шкондина так и останется игрушкой для небольшой группы энтузиастов. В Интернете однажды «вышел» на небольшую статью, что электромобили на зимней Олимпиаде в Сочи созданы на основе моторов Шкондина. У меня есть надежда и уверенность, что к мотору Шкондина проявит интерес Министерство обороны Российской Федерации. И тогда мы, возможно, станем обладателями электровелосипедов или электромобилей, в которых будут установлены двигатели Шкондина. И не только в колесах, но и в системах



Мотор-колесо Дуюнова Мотор-колесо – это электродвигатель, встраиваемый в колесо велосипеда, автомобиля, скутера, мотоцикла и других транспортных средств. Двигатель выполнен на оси, что дает привод колесу без вспомогательных элементов передачи тяги, таких как шестерни или цепь. На данный момент все модели мотор-колес, представленные на рынке, являются BLDC-двигателями и имеют в своей конструкции постоянные магниты, из-за использования которых в производстве, стоимость выпуска мотор-колес высока. Мотор-колесо Дуюнова – одна из самых знаменитых разработок на основе технологии «Славянка». Это первое в мире асинхронное мотор-колесо без использования в конструкции постоянных магнитов, за счет чего обеспечивается снижение на 30% веса и материалоёмкости в сравнении с двигателем со стандартными обмотками, полное импортозамещение и независимость от китайских производителей магнитов. Асинхронное мотор-колесо Дуюнова демонстрирует неоспоримые преимущества над мотор-колесами с постоянными магнитами (BLDC): имеет низкие затраты в обслуживании, хороший накат, экономию электроэнергии до 40%, низкий уровень шума, высокую надежность и длительный срок службы.

Читайте также:  Самый первый велосипед
Ссылка на основную публикацию