Мотор-колеса сегодня получили большое распространение в сфере персонального электротранспорта. Данный тип электродвигателей характеризуется большим рабочим ресурсом. Они надежны и долговечны за счет своих конструктивных особенностей (компактности, отсутствия трущихся деталей).
Что представляет собой мотор-колесо?
Мотор-колесо – электродвигатель, встроенный непосредственно в ступицу колеса и устанавливаемый вместо обычного велосипедного колеса. Мотор-колесо объединяет в комплексе тяговый электродвигатель и силовую передачу (трансмиссию) и колесо. Именно поэтому его конструкция надежна.
Конструктивно мотор-колеса подразделяют на:
- редукторные (Geared Hub Motor);
- безредукторные или прямоприводные (Direct Drive).
Редукторные мотор-колеса отличает наличие непосредственно редуктора и обгонной муфты. Их мощность варьируется в пределах 250-500 Вт. Преимущества редукторных мотор-колес в свободном накате (как при езде на обычном велосипеде), оптимальном КПД на всех скоростных диапазонах, компактности и малом весе (2-2,5 кг). К недостаткам относятся невозможность получить высокую скорость и большую мощность. Пластиковые шестерни также могут нуждаться в замене. Однако это происходит не настолько часто (вопреки бытующему мнению). Редукторными мотор-колесами оборудована существенная часть электровелосипедов, представленных на современном рынке.
Безредукторные мотор-колеса – тип двигателей с максимально простой конструкцией (ротор и статор). В связи с этим, они и максимально надежны. Это мотор-колеса, благодаря которым обеспечивается высокая мощность (свыше 1000 Вт) и высокая скорость (свыше 40 км/ч). Они предназначены для скоростных электровелосипедов, электромотоциклов или электроскутеров, грузового электротранспорта с крепкой рамой. Недостатками прямоприводных мотор-колес являются большие размеры и вес, сопротивление движению (вращение педалей усложнено).
Если в приоритете максимальная скорость до 30-40 км/ч, то стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу. Если необходима скорость более 40 км/ч, то выбор – в пользу мотор-колеса с прямым приводом.
По месту установки мотор-колеса делят на передние и задние, устанавливаемые, соответственно, на переднее и заднее велосипедные колеса.
Принцип работы мотор-колеса
У редукторных и безредукторных мотор-колес одинаковый принцип работы. Есть ротор, оснащенный постоянным магнитом. И неподвижный статор из электротехнической стали (выглядит, как звезда с множеством лучей с намотанной на них обмоткой). Когда электрический ток подается на обмотку, она запитывается, становясь электромагнитом. В состоянии, когда катушки находятся под напряжением, противоположные полюса ротора и статора притягиваются друг к другу. Работа электродвигателя основана на взаимодействии магнитных полей между постоянным магнитом ротора и электромагнитом.
Таким образом, колесо приводится в движение посредством магнитного поля, создаваемого в статоре, которое взаимодействует с магнитным полем ротора.
В мотор-колесах часто применяются датчики Холла. Эти датчики установлены в статоре. Они реагируют на магнитное поле, определяя положение ротора относительно статора. Функция управления работой мотор-колеса отдана контроллеру. Контроллер отслеживает различные сигналы и подает питание на электромотор с учетом применяемого режима езды. Датчики Холла обеспечивают связь с контроллером, что позволяет ему с предельно высокой точностью посылать импульсы тока на обмотки мотор-колеса.
Провода с тормозных рукояток крепятся к контроллеру для того, чтобы вовремя отключать питание на мотор-колесе при торможении.
Посредством ручки газа регулируется скорость вращения мотор-колеса.
