Мотор колесо количество полюсов

Мотор колесо количество полюсов

Итак, выбор мотор-колеса (МК), чем руководствоваться и как выбирать.

Для того, чтобы правильно выбрать МК, надо знать, каких типов МК бывают и какие свойства (характеристики) важны при выборе. По типам МК делятся на два основных: Редукторные МК (Geared Hub Motor), и МК с прямым приводом (ДД, DD, Direct-Drive Hub Motor) Их конструкции отличаются тем, что у редукторного МК, как следует из названия, присутствует редуктор с отношением редукции обычно 1:4,1:5 и встроенный фривилл, который при накате позволяет вывешивать статор относительно ротора неподвижно, из за чего при движении накатом и на педалях ничто не мешает. У ДД мотора никаких промежуточных деталей нет, статор крепиться непосредственно к оси, ротор соединяется с крышкой, через которую и передается движение на колесо. Из за такой конструкции при движении накатом и на педалях возникает противоэдс (мотор как бы работает в режиме генератора) из за чего есть сопротивление вращению, получается хуже накат и небольшое сопротивление движению на педалях.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОР-КОЛЕСА:

  • номинальная мощность. Указывает на то, на какую мощность рассчитан мотор. Как правило, обычно мотор может «переварить» без особых проблем 2 номинальных мощности, а в некоторых случаях и 3-4. От мощности, используемой МК, зависит скорость электровелосипеда. Более подробно зависимость скорости от мощности для разных видов МК можно посмотреть на симуляторе МК;
  • вес МК обычно пропорционален его мощности, чем больше вес, тем большую мощность можно в него «вкачать». Распределение по весу, сверхлегкие: 1.4 кг (250-350 вт), легкие: 2-3 кг (250-500 вт), средние: 4-6 кг (500-1500 вт), тяжёлые: 6-10 кг и больше (1000-3000 вт и больше);
  • номинальная RPM, количество оборотов в минуту на номинальной мощности. Указывает на то, скоростной это или тяговый мотор. МК с низким RPM обычно имеют хорошие тяговые характеристики, с высоким RPM низкие, что влияет на проходимость вела и динамику разгона. От RPM и диаметра колеса зависит, какую максимальную скорость сможет развить электровелосипед. RPM в скорость (км/ч) можно перевести по следующей формуле: Lm х RPM x 60/1000 = км/ч, где Lm — длина окружности колеса в метрах;
  • ширина, влияет на то, в какую переднюю или заднюю вилку можно поставить МК. Основные стандарты размеров ширин МК: 90-93, 100-105, 135, 145. Надо не забывать, что при выборе МК надо добавлять ширину трещетки (кассеты) и/или дискового тормоза, которые планируются использовать совместно с МК. Обычно с МК, устанавливаемом назад, используются трещётки на 6-7 звезд;
  • тип установки, передние или задние. Задние МК обычно имеют на крышке выступ с резьбой для установки стандартной трещётки или кассеты, на передних этого нет. У трещетки и кассеты разные крепления, поэтому на это тоже надо обращать внимание при выборе МК, обычно в МК присутствует крепление под трещётку, крепление под кассеты встречается не так часто и должно быть специально указано в описании МК (например, Bafang CST или QQ Cassete);
  • тип крепления тормоза, влияет на то, какой вид тормоза можно установить на данный МК: без крепления, крепление под дисковый тормоз, крепление под барабанный (роллерный) тормоз;
  • диаметр оси. Диаметр оси у МК может быть разный, у легких редукторных МК — 12 мм (QQ, Bafang), у более тяжёлых редукторных и ДД МК — 14 мм (MAC), у некоторых даже 16. Не смотря на разный размер оси практически все МК, устанавливаемые на велосипед, имеют «проточку» с двух сторон под стандартные велосипедные дропауты в 10 мм.
Читайте также:  Запчасти для лодочного мотора ямаха 250

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОБОИХ ТИПОВ МОТОРОВ

А теперь можно порассуждать о том, как лучше выбирать МК. Основной выбор, это конечно выбор между типами МК, редукторные или прямого привода (ДД).

Шестерни редукторного мотор-колеса

Основные преимущества редукторных мотор-колесо:

  • низкий вес, вес редукторных МК начинается от 1,4 кг (Keyde), 2-3 кг (QQ, Bafang) до 4,5 кг (MAC);
  • сочетание неплохих тяговых и скоростных характеристик, хорошая эффективность в большом диапазоне скоростей;
  • хороший накат и отсутствие препятствий педалированию из за наличия встроенного фривила.

Недостатки редукторных мотор-колес:

  • не очень большая максимальная мощность, которую можно подавать на МК без риска сжечь мотор, для QQ и Bafang это обычно 800 вт (1 квт кратковременно), для MAC 1.2-1.5 квт (2 квт кратковременно). По Keyde данных пока нет;
  • меньший ресурс без обслуживания, большая склонность к поломкам при жестких режимах эксплуатации, типа больших стартовых токов и динамическиех нагрузок, что может привести к поломкам шестерёнок или фиривала. Это не значит, что редукторный МК намного менее надёжный, просто его «убить» проще при неграмотной или экстремальной эксплуатации;
  • отсутствие возможности рекуперации и электроторможения — больший шум из за наличия и вращения шестерёнок.

Статор директ-драйв мотор-колеса

Достоинства МК прямого привода:

  • простота и надежность конструкции;
  • наличие возможности рекуперации и электроторможения;
  • более низкий шум, особенно при наличии «синусного» управления.

Недостатки МК прямого привода:

  • большой вес. Вес МК прямого привода начинается от 5,3 кг, обычно 6-7 кг. Существуют мини МК прямого привода (3-4 кг), но их мощность и тяговые характеристики очень «скромные» по сравнению с редукторными МК того же веса;
  • наибольшая эффективность МК достигается в достаточно узком диапазоне скоростей, т.е. например, на малых скоростях (движение в гору, по грунтам и т.д.) редукторный МК более эффективен чем МК прямого привода;
  • худший накат и небольшое сопротивление педалированию.

Ротор директ-драйв мотор-колеса

Итак, если вы собираетесь делать легкий электровел-ассистент, весом до 30 кг, скоростью до 45 км/ч и пробегом до 40 (60-80 в режиме помощника), то идеально подойдёт редукторный МК. Если нужен тяжелый «электропед», способный катить далеко и быстро, т.е. со скоростью выше 50 км/ч и на расстояние свыше 50 км (без педалей), то для этих целей хорошо подходит МК прямого привода (ДД).

Читайте также:  Мотор для razor e300

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, С КАКОЙ СКОРОСТЬЮ ПОЕДЕТ ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫБРАННОГО МОТОР-КОЛЕСА?

Это зависит от диаметра колеса в которое устанавливается МК и его номинальных оборотов. Номинальные обороты (которые достигаются при номинальной потребляемой мощности) должны указываться производителем (продавцом) в характеристиках МК. Формула перевода оборотов в скорость следующая: L х RPM x 60/1000 = км/ч Где: L — длина окружности колеса, RPM — номинальные обороты колеса.

Соответственно при форсировании МК мощностью выше номинала, скорость возрастает, если хотите форсировать по скорости, поднимаете напряжение, если по тяге — ток. Грубо говоря, в общем случае, каждый вольт прибавки дает прирост в 1 км/ч (до 50 км/ч, дальше возрастание скорости от напряжения сильно нелинейное).

ГДЕ КУПИТЬ МОТОР-КОЛЕСО?

В нашем магазине мастерской можно купить любой из типов мотор-колес. Ознакомится с ассортиментом мотор-колес можете тут — мотор-колеса.

Источник

Бесколлекторные двигатели постоянного тока. Устройство бесколлекторного двигателя.

Общее устройство (Inrunner, Outrunner)

Схему Inrunner обычно применяют для высокооборотистых двигателей с небольшим количеством полюсов. Outrunner при необходимости получить высокомоментный двигатель со сравнительно небольшими оборотами. Конструктивно Inrunners проще из за того, что неподвижный статор может служить корпусом. К нему могут быть смонтированы крепежные приспособления. В случае Outrunners вращается вся внешняя часть. Крепеж двигателя осуществляется за неподвижную ось либо детали статора. В случае мотор-колеса крепление осуществляется за неподвижную ось статора, провода заводятся к статору через полую ось.

Магниты и полюса

Количество магнитов не всегда соответствует количеству полюсов. Несколько магнитов могут формировать один полюс:

В этом случае 8 магнитов формируют 4 полюса. Размер магнитов зависит от геометрии двигателя и характеристик мотора. Чем сильнее применяемые магниты, тем выше момент силы, развиваемый двигателем на валу.

Магниты на роторе закрепляются с помощью специального клея. Реже встречаются конструкции с держателем магнитов. Материал ротора может быть магнитопроводящим (стальным), немагнитопроводящим (алюминиевые сплавы, пластики и т.п.), комбинированным.

Обмотки и зубья

Количество зубьев статора должно делиться на количество фаз. т.е. для трехфазного бесколлекторного двигателя количество зубьев статора должно делиться на 3. Количество зубьев статора может быть как больше так и меньше количества полюсов на роторе. Например существуют моторы со схемами: 9 зубьев/12 магнитов; 51 зуб/46 магнитов.

Двигателя с 3-х зубым статором применяют крайне редко. Поскольку в каждый момент времени работает только две фазы (при включении звездой), магнитные силы воздействуют на ротор не равномерно по всей окружности (см. рис.).

Силы, воздействующие на ротор, стараются его перекосить, что приводит к увеличению вибраций. Для устранения этого эффекта статор делают с большим количеством зубьев, а обмотку распределяют по зубьям всей окружности статора как можно равномернее.

В этом случае магнитные силы, воздействующие на ротор, компенсируют друг друга. Дисбаланса не возникает.

Варианты распределения обмоток фаз по зубьям статора

Вариант обмотки на 9 зубов

Вариант обмотки на 12 зубов

В приведенных схемах число зубов выбрано таким образом, чтобы оно делилось не только на 3. Например, при 36 зубьях приходится 12 зубьев на одну фазу. 12 зубьев можно распределить так:

6 групп по 2 зуба

Читайте также:  Мотор ваз 21124 жрет масло

4 группы по 3 зуба

3 группы по 4 зуба

2 группы по 6 зубьев

Наиболее предпочтительна схема 6 групп по 2 зуба.

Существует двигатель с 51 зубом на статоре! 17 зубов на одну фазу. 17 — это простое число, оно нацело делится только на 1 и на само себя. Как же распределить обмотку по зубьям? Увы, но я не смог найти в литературе примеров и методик, которые помогли бы решить эту задачу. Оказалось, что обмотка распределялась следующим образом:

Рассмотрим реальную схему обмотки.

Обратите внимание, что обмотка имеет разные направления намотки на разных зубьях. Разные направления намотки обозначаются прописными и заглавными буквами. Детально о проектировании обмоток можно прочитать в литературе, предложенной в конце статьи.

Классическая обмотка выполняется одним проводом для одной фазы. Т.е. все обмотки на зубьях одной фазы соединены последовательно.

Обмотки зубьев могут соединяться и параллельно.

Так же могут быть комбинированные включения

Параллельное и комбинированное включение позволяет уменьшить индуктивность обмотки, что приводит к увеличению тока статора (следовательно и мощности) и скорости вращения двигателя.

Обороты электрические и реальные

Датчики положения

Имеется в виду «электрических» градусов. Т.е. для многополюсного двигателя физическое расположение датчиков может быть таким:

Иногда датчики располагают снаружи двигателя. Вот один из примеров расположения датчиков. На самом деле это был двигатель без датчиков. Таким простым способом его оснастили датчиками холла.

На некоторых двигателях датчики устанавливают на специальном устройстве, которое позволяет перемещать датчики в определенных пределах. С помощью такого устройства устанавливается угол опережения (timing). Однако, если двигатель требует реверса (вращения в обратную сторону) потребуется второй комплект датчиков, настроенных на обратный ход. Поскольку timing не имеет решающего значения при старте и низких оборотах, можно установить датчики в нулевую точку, а угол опережения корректировать программно, когда двигатель начнет вращаться.

Основные характеристики двигателя

Звезда и Треугольник

При включении звездой ток протекает через две обмотки. Результирующее сопротивление равно сумме сопротивлений двух обмоток R=R1+R2. Соответственно максимально возможный ток, протекаемый через обмотки I=U/(R1+R2). Потребляемая мощность P=U*I Предположим, что напряжение 10 В, а сопротивление обмотки 1 ОМ. Тогда ток I=10/(1+1)=5А. Потребляемая мощность P=10*5=50 Вт.

При включении треугольником ток протекает через все обмотки. Результирующее сопротивление обмоток R=(R1*(R2+R3))/(R1+R2+R3). Соответственно, максимально возможный ток, протекаемый через обмотки I=U/((R1*(R2+R3))/(R1+R2+R3)

При таком же напряжении и сопротивлении обмоток получаем ток I=10/((1*(1+1))/(1+1+1))=15А. Потребляемая мощность P=10*15=150 Вт.

При включении треугольником вырастают и обороты двигателя. Обмотки двигателя соединенные треугольником греются больше, чем при включении звездой.

Очевидно, что простым переключением обмотки с звезды в треугольник можно получить двигатель с совершенно другими характеристиками.

В высокомоментных двигателях с длительным режимом включения целесообразно применять звезду. В двигателях, работающих в кратковременном режиме, требующих более высоких оборотов, целесообразно применять треугольник.

Иногда в электротранспорте старт и разгон выполняется при включении обмоток звездой (так как это включение обеспечивает высокий момент на валу, но меньшие обороты), после разгона выполняется переключение в треугольник (обороты выше, момент меньше). Это позволяет увеличить диапазон оборотов двигателя, сохранив стартовые характеристики.

В следующей статье будет рассмотрен алгоритм управления бесколлекторными двигателями.

Источник

Поделиться с друзьями