Отличие прямого привода от редукторного

Какое мотор-колесо лучше, с прямым приводом или редукторное?

Нас очень часто спрашивают, какое мотор-колесо лучше, редукторное или с прямым приводом. Однозначного ответа мы не дадим, так как у каждого из этих двух типов мотора есть свои преимущества и недостатки. Для кого-то важным покажется одно, для кого-то другое.

Чтобы сэкономить ваше время — напишем краткую выдержку:

• Если вам нужна скорость выше 30 км/ч, то вам нужно мотор-колесо с прямым приводом, мощностью 500 Вт и более, но при этом готовьтесь к тому, что выключенный мотор будет оказывать небольшое сопротивление при езде, а если захотите уверенный подъем в гору, то мощность должна быть 1500 Вт и более.
• Если вас устроит скорость до 30 км/ч, то вам подойдет редукторное мотор-колесо 350 Вт, при этом вы получите уверенный подъем в гору, отсутствие сопротивления при езде с выключенным двигателем, а также малый вес и габариты мотора. Если вас это устроит, то минусы редукторного мотора уже несущественны.
• Оба мотор-колеса безщеточные.

Редукторное мотор-колесо 250-350 Вт.

Для начала вкратце расскажем что такое редуктор и зачем его устанавливают в мотор электровелосипеда. Редуктор — это устройство, которое увеличивает крутящий момент мотор-колеса, но при этом снижает максимальную скорость движения до 30 км/ч. То есть заезжать на горку будет легко, но на прямой дороге скорость будет невелика. Это то же самое, как ехать на автомобиле на первой-второй передаче. У мотор-колеса с прямым приводом такой же крутящий момент будет доступен при мощности 1500 Вт.

Редуктор состоит из планетарной передачи с тремя пластиковыми шестернями внутри. Срок службы этих шестеренок зависит от режима эксплуатации и в среднем составляет 6-9 тыс.км. Замена шестеренок — дело несложное, занимает 1-2 часа, а их стоимость можно узнать здесь. Есть модификации со стальными шестернями, но это редкость, так как такие моторы довольно шумные.

У редукторных мотор-колес отсутствует сопротивление при езде с выключенным мотором. Иначе говоря, если у вас сядет аккумулятор, то вы сможете ехать как на обычном велосипеде. Хороший накат обеспечивается наличием обгонной муфты, которая механически отсоединяет мотор от колеса, её можно сравнить с трещоткой на заднем колесе велосипеда — когда вам нужно, вы начинаете крутить педали и передавать крутящий момент на колесо, но колесо не может обратно передать свой крутящий момент на педали. Обратная сторона этого преимущества — невозможность рекуперации, то есть вы не сможете тормозить двигателем и заряжать батареи.

Следующая отличительная черта редукторного мотор-колеса — это компактность и малый вес. Многие даже не будут подозревать, что у вас электровелосипед, так как мотор в колесе будет чуть-чуть больше в диаметре чем втулка. Это опять-таки объясняется наличием редуктора внутри.

Большинство редукторных мотор-колес обладают максимальной мощностью 350 Вт, чуть реже 500 ватт, но не более. Это является относительно отрицательной стороной такого типа мотор-колес, так как далеко не всем нужны более мощные моторы.

Также стоит отметить низкий уровень шума у редукторных мотор-колес, они практически бесшумные. Не сказать что прямой привод шумит, но все-таки он немного громче работает, чем редукторное мотор-колесо.

Ну и напоследок про цену. Редукторное мотор-колесо стоит дешевле чем мотор-колесо с прямым приводом.

Мотор-колесо с прямым приводом (безредукторное).

У такой конструкции есть две основные части — ротор и статор. Ротор — это ось колеса с обмотками, она неподвижна и жестко закреплена к раме велосипеда. Статор — это втулка колеса с мощными постоянными магнитами, к которой закреплены спицы и обод, она подвижна. Такая конструкция крайне надежна и проста, так как в ней нет трущихся частей, кроме подшипников. Это классическая схема трехфазного двигателя переменного тока, только в ней статор вращается вокруг ротора.

Преимущества такого мотор-колеса:

• Надежность и простота конструкции
• Возможность тормозить двигателем (рекуперация)
• Большая мощность до 5000 вт
• Скорость передвижения до 100 км/ч
• КПД выше за счет отсутствия редуктора

• Небольшое сопротивление при езде с выключенным мотором. То есть если у вас сядет аккумулятор, то крутить педали будет чуть-чуть тяжелее, чем на таком же велосипеде без мотора. Это сопротивление сравнимо с легким встречным ветерком.
• Большие габариты и вес мотора
• Мотор-колесо с прямым приводом дороже редукторного при одинаковой мощности.

Итог: если вам нужна хорошая скорость от 30 км/ч — выбирайте прямой привод. В остальных случаях стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу.

Источник

Какое мотор колесо лучше: редукторное или прямо-приводное. Часть 1.

Редукторные мотор колёса для велосипеда: преимущества и недостатки.

Мотор колёса для велосипедов делятся на два основных типа: прямо-приводные и редукторные. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. Для того, чтобы подобрать мотор колесо Volta bikes, подходящее вам наилучшим образом, ниже мы даём подробную информацию по редукторным мотор колёсам. Статья о прямоприводных мотор колёсах находится ЗДЕСЬ.

Конструкция редукторных мотор колёс:

Внутри корпуса из лёгкого сплава, вентильный электродвигатель (BLDC) на постоянных неодимовых магнитах, с датчиками Холла, (его устройство описано во 2 части статьи), через планетарный редуктор и муфту свободного хода, вращает выходной вал, служащий осью мотор колеса. Если на мотор колесо не подаётся ток от контроллера, а колесо велосипеда крутят педалями, то электродвигатель выходит из зацепления с муфтой свободного хода в редукторе и не вращается при движении велосипеда. Поэтому, редукторные мотор колёса не ухудшают накат и на электровелосипеде с выключенным мотор колесом, можно ехать на педалях так же легко, как на обычном велосипеде.

Возможности редукторных мотор колёс:

1. Редукторные мотор колёса Volta bikes с номинальной мощностью 350 ватт, разгоняют электровелосипед до 32 – 34 км/час. Электровелосипед с такими мотор колёсами, может заезжать на подъёмы до 13 – 15%, а с разгона, — можно преодолевать более крутые подъёмы. Если мощности мотор колеса для преодоления подъёма недостаточно, требуется небольшая помощь педалями – словно едешь по прямой дороге.

2. Редукторные мотор колёса Volta bikes с номинальной мощностью 500 ватт, могут разогнать электровелосипед до 45 — 50 км/час. Электровелосипед с таким мотор колесом, заезжает на подъёмы крутизной примерно до 20 — 22 %, — практически везде, где проложены дороги. С разгона — можно преодолевать самые крутые подъёмы.

3. Редукторные мотор колёса Volta bikes с номинальной мощностью 1000 ватт, также разгоняют электровелосипед до 45 — 50 км/час. Электровелосипед с таким мотор колесом может заезжать на подъёмы крутизной примерно до 25 — 27%. Тяги киловаттного редукторного мотор колеса, — более чем достаточно в любых дорожных условиях.

Преимущества редукторных мотор колёс

— Редукторные мотор колёса — более лёгкие, по сравнению с прямоприводными, аналогичной мощности.

— Тяга, или крутящий момент у редукторного мотор колёса – выше, по сравнению с прямоприводным, аналогичной мощности.

— Редукторные мотор колёса более компактны. Они мало заметны на электровелосипеде, так как по диаметру, зачастую не превышают диаметр кассеты со звёздами.

— Электровелосипед остаётся велосипедом в большей степени, чем с прямоприводным мотор колесом, так как редукторное МК, совершенно не мешают вращать педали.

Ограничения для редукторных мотор колёс:

1. Не рекомендуется превышать указанную максимальную скорость, форсируя для этого редукторные мотор колёса любого производителя, применением контроллеров с более высоким рабочим напряжением. Для того, чтобы достичь максимально высокой скорости или развить большое тяговое усилие, на обмотки электродвигателя подаётся ток большой силы. Максимальная мощность редукторного мотор колеса, ограничивается возможностями его охлаждения при эксплуатации, сечением силовых кабелей и способностью редуктора работать с большой частотой вращения, или передавать большое тяговое усилие. Превышение возможностей электродвигателя мотор колеса и кабеля питания, выражается в их перегреве. В тяжёлых случаях, перегрев ведёт к короткому замыканию обмоток или кабеля и их выходу из строя, а редуктор, при повышенных нагрузках — интенсивно изнашивается. Поэтому, для поездок на электровелосипеде в режиме скутера, c высокой скоростью, без помощи педалями, лучше установить прямо-приводное мотор колесо

2. Ось и подшипники любого мотор колеса, рассчитаны на нагрузки определённой величины. Возможность переносить те или иные нагрузки, определяет качество стали, из которой сделана ось, и её диаметр, а также тип подшипников и их качество.

Недостатки редукторных мотор колёс:

— У редукторных мотор колёс, из-за наличия в конструкции муфты свободного хода (по простому – велосипедная трещётка), — нет, и не может быть рекуперации (возвращение части энергии при торможении мотор колесом). Но, если принять во внимание, что хороший накат, даёт больше экономии энергии, чем рекуперация в прямоприводных мотор колёсах, то вряд ли отсутствие рекуперации в редукторных мотор колёсах, можно назвать недостатком.

— У редукторных мотор колёс – более сложная конструкция и как следствие, — более высокая цена, по сравнению с прямо-приводными мотор колёсами аналогичной мощности.

— Более сложная конструкция, — неизбежно уменьшает надёжность редукторных мотор колёс, по сравнению с прямо-приводными, но на самом деле, механических поломок у редукторных мотор колёс Volta bikes, эксплуатирующихся в штатном режиме, — почти не бывает на протяжении длительного периода эксплуатации. При длительной эксплуатации, происходит только естественный износ деталей редуктора.

— КПД редукторных мотор колёс, незначительно ниже, чем у прямо-приводных. Это связано с потерями энергии в редукторе, понижающем обороты электродвигателя и передающем крутящий момент на ось мотор колеса. Но общий КПД использования энергии электровелосипедом с редукторным мотор колесом, может быть выше, чем у электровелосипеда с прямоприводным мотор колесом, — за счёт наката. Всё зависит от режима движения.

Надёжность редукторных мотор колёс

Гарантия на мотор колёса Volta bikes — до 3-х лет! Как показал наш 10-летний опыт, при штатной эксплуатации, большинство редукторных мотор колёс Volta bikes, 2007 – 2008 г. выпуска (в то время, в Украине, кроме нас, редукторные мотор колёса, ещё не продавал никто!), до сих пор работают у клиентов, без какого-либо ремонта. Наиболее частая поломка, которая встречается у всех типов мотор-колёс, любого производителя, — не механическая. Это — выход из строя датчиков Холла. В течении гарантийного периода, ремонт требуется не более 1-2% мотор колёс Volta bikes. Поломки, не вызванные неправильной эксплуатацией (внешние механические повреждения, перегрев), устраняются бесплатно, по гарантии.

Основные ошибки при эксплуатации редукторных мотор колёс

1. Для того, чтобы мотор колесо прослужило долго, — его нельзя перегревать. Безопасная температура корпуса мотор колеса – до 60 градусов Цельсия. При превышении этой температуры, неодимовые магниты в электродвигателе, начинают постепенно размагничиваться и КПД мотор колеса понемногу уменьшается. При температуре корпуса выше 70 С, из строя могут выйти датчики Холла. При температуре корпуса более 100 С, (температура обмоток выше 120 – 130 градусов С), у обмоток начинает плавиться изоляция и возникает межвитковое замыкание. Поломки от перегрева — не ремонтируются по гарантии.

2. Нельзя перегружать мотор колесо сверх нормы. Каждый тип мотор колёс по допустимой нагрузке предназначен для определённого вида транспорта: электровелосипеда, электроскутера, электромотоцикла, электромобиля. Если велосипедное мотор колесо, использовать на электроскутере, чтобы ездить на нём вдвоём и с мешком картошки на багажнике, то оно может не выдержать таких экспериментов.

3. На электровелосипеде можно ездить под дождём, но проводка не должна иметь повреждений, а мотор колесо – нельзя погружать в воду. Даже если смазать герметиком крышки корпуса мотор колеса, всегда есть вероятность, что вода просочится через отверстие, в которое заведён кабель, или через подшипники на оси.

Правильная эксплуатация редукторных мотор колёс

1. Трогаясь с места на электровелосипеде, нужно всегда помогать педалями мотор колесу. Самая большая нагрузка, идёт на двигатель, в момент начала движения. Помогая мотор колесу педалями, вы увеличите не только ресурс мотор колеса, но и расстояние пробега от одной зарядки, так как расход энергии аккумулятора в момент начала движения – тоже самый большой.

2. Для того, чтобы редукторное мотор колесо не перегрелось, нужно использовать штатный контроллер. Его ток рассчитан на тот максимум, который способно «переварить» мотор колесо даже при интенсивной эксплуатации в жаркую погоду. При тяжёлых условиях эксплуатации, например, — преодоление затяжного подъёма в жаркую погоду, или длительное движение на максимальной скорости, рекомендуем останавливаться и проверять температуру корпуса мотор колеса рукой. Безопасная температура корпуса – до 60 градусов Цельсия. Если она выше, нужно отключить мотор колесо и дать ему остыть.

3. Не ездите постоянно на максимальной скорости. Оптимальная крейсерская скорость – 2/3 от максимальной. Так вы увеличите ресурс мотор колеса, повысите безопасность движения и обеспечите большее расстояние пробега от одной зарядки аккумуляторов.

4. Езда на электровелосипеде под дождём по лужам – вполне безопасна для электропривода, но при этом нужно убедиться, что вода не затекает вовнутрь мотор колеса, например – по кабелю, через отверстие в оси. Для этого, кабель должен подходить к оси мотор колеса немного снизу. Во время дождя, лучше всего пользоваться велонакидками, которые защищают не только велосипедиста, но в значительной степени и аккумуляторную батарею, если она расположена внутри рамы или под седлом.

Мифы о редукторных мотор колёсах и реальность

1.«Шестерни планетарного редуктора сделаны из пластика для удешевления».

Это не так. Шестерни из пластика используются для того, чтобы:

— уменьшить шум от работы редуктора

— уменьшить вес мотор колеса

— сделать механизм редуктора более ремонтопригодным (как правило, самая дорогая, внешняя шестерня редуктора большого диаметра, сделана из стали и от взаимодействия с маленькими шестернями из пластика, она практически не изнашивается).

2. «Шестерни из пластика имеют небольшой срок службы: год – два».

— У кого-то, так оно и есть. Вообще, измерять срок службы мотор колеса в годах, — неправильно. Нужно считать расстояние пробега. Но, если говорить о среднем времени эксплуатации редукторных мотор колёсах Volta bikes, то первые шестерни для редукторов мы начали завозить примерно через 4 года после начала продаж редукторных мотор колёс, так как за этот период, не было вообще ни одной поломки редуктора! До сих пор, основную массу шестерёнок, мы продаём «на сторону», а сами используем их для ремонта редукторов мотор колёс Volta bikes даже со сроком эксплуатации 5-7 лет, крайне редко, в единичных случаях. Кстати, мы ещё ни разу не видели, чтобы у редукторного мотор колеса Volta bikes, сломался один или несколько зубьев шестерен в редукторе; пока устраняем только естественный износ от долговременной эксплуатации.

3. «На электровелосипеде нежелательно ездить зимой».

— Если рассматривать эксплуатацию мотор колеса при низких температурах, то каких-либо негативных последствий для него – нет. Разве что, у кого-то может загустеть смазка в редукторе и подшипниках. От этого — незначительно снизится КПД и ухудшится накат. В условиях крайнего севера, при температуре ниже -40, начинает трескаться и лопаться сталь. Но и батарея при таких морозах работать просто не сможет, если только она не помещена в термос. А при умеренных холодах (-5…-15 градусов), никаких препятствий для эксплуатации мотор колёс, за исключением временного снижения ёмкости аккумуляторов, — нет. Катайтесь на здоровье!

4. «Малая мощность редукторных мотор колёс обеспечивает больше расстояние пробега по сравнению с прямо-приводными».

— И редукторные и прямо-приводные мотор колёса в диапазоне мощностей 350 – 1000 ватт, потребляют примерно одно и то же количество энергии на каждый километр пути, при условии, что скорость и условия движения – одинаковые. Поэтому, расстояние пробега у них будет примерно одинаковое. А вот аккумуляторная батарея для редукторного мотор колеса, действительно, может быть меньшей производительности, потому что редукторные мотор колёса потребляют меньший ток для достижения той же тяги, что и прямо-приводное мотор колесо.

5. «Редукторные мотор колёса можно форсировать, чтобы повысить максимальную скорость». — Производитель, с помощью испытаний, определяет номинальную и максимальную мощность мотор колеса. Эти данные указаны в технических характеристиках. Превышать максимальную мощность, а для редукторного мотор колеса – ещё и максимальную скорость вращения, чревато усиленным износом редуктора. При сильном перегреве электродвигателя мотор колеса, возможен его выход из строя от межвиткового замыкания обмоток. Перегревом считается температура корпуса выше 60 — 70 градусов Цельсия.

Ремонтопригодность редукторных мотор колёс

Со временем, износ пластиковых шестерёнок редуктора и подшипников, всё-таки потребует их замены. Износу подвержены и другие детали: муфта свободного хода, подшипники на оси. Новая шестерёнка в сборе с подшипником стоит меньше 100 грн., а операция по их замене — проста и доступна любому человеку, который самостоятельно чинит свой велосипед. Разумеется, сервисные центры Volta bikes, выполняют любые ремонты мотор колёс.

Обслуживание редукторных мотор колёс

Редукторные мотор колёса Volta bikes, не требуют какого-либо обслуживания (например, смазки, или регулировки) на протяжении всего периода эксплуатации. Расчётный срок службы всех типов мотор колёс Volta bikes – 10 лет, но при бережной эксплуатации, может быть гораздо больше.

Редукторные мотор колёса незначительно уступают в надёжности прямо-приводным; при этом, они меньше, легче, тяговитее. Редукторные мотор колёса рекомендуются для установки на велосипед, если не требуется высокой скорости движения (до 32 — 50 км/час – в зависимости от мощности мотор колеса), желательно сохранить хороший накат и возможность езды на педалях, без электропривода.

Allyur, ТМ Volta bikes, фото автора

Рисунки А. Галовой, специально для ТМ Volta bikes

Источник