Производство мотор колес шкондина

Мотор-колесо Шкондина

Тема, с которой хочу ознакомить вас уважаемый читатель сегодня, возникла внезапно. Во время проведения Х международной специализированной выставки по энергоэффетивности и ВИЭ-2017 в МВЦ Киев, на прошлой неделе, к нашему стенду подошел посетитель и зразу задал вопрос, есть ли в нашем журнале «Винахідник і раціоналізатор» информация о мотор-колесе Шкондина. Мой отрицательный ответ смутил его, но мы разговорились и нашли точки соприкосновения в изобретениях, касающихся электроприводов для велосипеда.

В свое время на блоге я рассказывал об асинхронном колесе российского инженера Дмитрия Дуюнова. Но нашего посетителя интересовала разработка именно Шкондина, поэтому я нашел подходящий материал и решил возобновить в памяти это оригинальное устройство, способное значительно усилить эффект езды на велосипеде и не только на нем.

Об истории изобретения

Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель, названный мотор-колесо. В свое время такую разработку выполнил и запатентовал инженер-изобретатель Василий Шкондин. Нужно отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался внедрением своего главного изобретения – импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.

Изобретения электротранспортных технологий всегда пользовались особым вниманием. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. В апреле 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше – всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке.

Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея – подобная разработка просто не могла быть забыта.

А что же велосипеды? В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.

Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.

Это изобретение стало поистине революционным, ведь впервые за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений «Брюссель – Эврика — 1990» Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награды на выставках в Брюсселе, Женеве, Сеуле, Ганновере, Париже.

Но как ни печально, изобретение длительное время нельзя было реализовать и до серийного производства дело так и не доходило. В середине 1990-х после получения патента США, была налажена сборка электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. А в 2003 году изобретением российского ученого заинтересовалась английская фирма «Flintstone Technologies». Для реализации данного проекта было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, занял должность технического директора.

В этом же году состоялось ещё одно финансовое «вливание» в реализацию его разработки – в качестве инвестора выступила компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича «большие надежды», исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она начала производить мотор-колеса системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.

Свое главное изобретение Василий Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения – расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.

Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важным было то, что ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина – это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.

Читайте также:  Как закрепить лодочный мотор от кражи

Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.

Конструктивные особенности и принцип работы

Что касается конструктивного исполнения, то электродвигатель Шкондина довольно прост — состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга.

Благодаря тому, что расстояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени, крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора

Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина – закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных – соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.

В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому – последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных «пауз» позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.

КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет возникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).

Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.

Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300 ваттном электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов – около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180Вт энергии.

Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пыли, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.

Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности. Источник

Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.

Источник

Электромагнитный двигатель Шкондина: революция в физике

Изобретатель Василий Васильевич Шкондин разработал великолепный электрический мотор, но при этом, сам он признал, что электромагнетизм у нас вообще не исследован, что в свою очередь означает — автор не имеет возможности дать объяснение, почему его движок так превосходно функционирует. Однако несмотря на это, можно с полной уверенностью утверждать: в России было создано изобретение века, обещающее совершить революционный переворот в физике. В теме я постараюсь как можно более подробно осветить данное обстоятельство, объясняя всё доступным для рядового любителя экологически чистой техники языком.

Читайте также:  Вращение вала лодочного мотора

В нашем обществе так повелось, что при появлении очередного прорыва в области теоретической физики, даётся серьёзная подвижка научно-техническим перспективам. Данные обстоятельства толкают людей на новые технические подвиги, как военного, так и гражданского характера. Именно такая ситуация возникла после находки Ганса Христиана Эрстеда (Hans Christian Ørsted), выявившего в 1820-ом году плотную связь между электроэнергией и магнетизмом: общество получило в своё распоряжение первые электродвижки, генераторы, а также ещё много чего интересного и что самое главное, полезного.

На фото Hans Christian Ørsted:

Однако в этой ситуации, можно наблюдать совершенно противоположную картину: принципиально новый электрический агрегат и организация его внедрения в массы уже стартовавшая в нескольких странах, способны дать повод для переанализа всей теории электрического магнетизма, появившейся после находки Эрстеда, с которой произведение отечественного инженера просто-напросто не стыкуется. Как я уже сказал выше, разработчик объясняет данную обстановку тем фактом, что электромагнитизм вообще не изучен.

Далее я изложу, что лично говорит этот великий человек, от имени бравшего у него интервью, Ярослава Старухина

Старухин: Вы бы всё-таки кое-что поведали про таинственность электрического магнетизма. Откуда все эти чудеса берутся?

Шкондин: Ну, на самом деле здесь нет ничего таинственного! Я приведу доказательство, доказывающее то, что электромагнитизм просто полностью не изучен, в неосведомлённости дело — вот и все чудеса!

Вот мы собрали парочку силовых агрегатов: у одного экземпляра установлены вращающиеся магниты (в роторе), а у другого, с такими же техническими параметрами, магниты зафиксированы — подвижный только ротор. Из этого получилось много чего интересного: почти в два раза лучшую результативность показал движок, с не вращающимися магнитами. Из этого проистекает вывод: если магниты принимают участие во вращательном процессе, они утрачивают в своих естественных свойствах! Данное обстоятельство ввергло нас в шок и при этом мы так и не выяснили, по какой собственно причине имеет место такое явление. Тестирование вдохновило наш коллектив на производство силовых агрегатов, у которых магниты зафиксированы, а крутится только ротор.

Достаточно одного эксперимента, дабы понять, какого именно пути стоит придерживаться. Мы не ошиблись и на всех международных салонах у нас было представлено с десяток образцов и к тому же, при прохождении тестов мы всегда выигрывали по динамическим характеристикам, по скоростным и по дальности пробега. Кроме создания принципиально нового электромотора, команда Шкондина открыла очень интересное обстоятельство: если магниты подвергаются вращению, они будут терять свои магнитные способности.

Исследователям придётся возвратиться в те далёкие времена, а это примерно пару сотен лет назад и углубиться в открытие Эрстеда. Этот любознательный гражданин в 1820-ом году открыл электромагнитизм и снабдил столь знаменательное обстоятельство соответствующим примечанием, которое впрочем, было сразу же опротестовано учёными тех времён, как обычная ошибка. За открытие явления, учёному дали пять баллов — это по практическим понятиям, а как физику, к сожалению, ему досталась только двойка. Мистер был вздобрен многочисленными наградами от разных европейских стран и даже получил премию в 3 тыс. золотых франков. Однако при всех регалиях, объяснение, которое привёл датский учёный, было признано не верным в однозначном порядке.

Наверняка многим интересно, что же такого неправильного доложил учёным мужам Ганс Христиан и как это связано с мероприятием Шкондина? Гансом была приоткрыта тайна электромагнитизма: магнитное поле являет собой вихрь материи и из проведённых исследований можно сделать вывод, что электроток образует вихрь окружающий проволоку. В противном случае было бы не ясно, каким образом один и тот же участок проволочки, находящийся под магнитным полюсом ставит его к Востоку, а располагаясь над полюсом, тянет его в западное направление. Именно вихри имеют свойство проявлять активность в противолежащих направлениях на 2-х концах идентичного диаметра. Вращающее движение вокруг оси, сочетается с поступательным движением вдоль той же самой оси, обязательно давая во время данного процесса винтовое движение.

На приведённом изображении всё доступно изложено:

Что открыл на самом деле Шкондин?

Изобретателем был установлен тот факт, что если вращать постоянные магниты, то по ходу их вращения сила образуемого ими магнитного поля падает в значительной степени. Какая причина приводит к таким обстоятельствам? Производимый магнитом магнитный вихрь «не приемлет», когда ему придают добавочные вращательные манёвры в разных плоскостях. Исходя из этого, российский инженер пришёл к выводу, что он будет заниматься разработкой электрических силовых агрегатов, у которых постоянные магниты зафиксированы, а за вращательные движения отвечает ротор, оснащённый электрическими магнитами. Именно поэтому, его агрегаты превосходят своими возможностями то оборудование, на котором постоянные магниты внедрены в ротор.

Однако и это ещё не всё: в распоряжении «Кулибина» имеются такие вещи, которые делают его моторы чуть ли не в два раза более эффективными, по сравнению с конкурентами. Но все эти секреты изобретатель держит пока в тайне и готов поделиться ими только с самыми близкими друзьями.

Превосходство двигателей Шкондина над двигателями внутреннего сгорания

К примеру, у той же ВАЗовской классики, показатель крутящего момента доходит до 70 Нм, а вот КПД и вовсе печальный — всего 30%. А теперь, что нам предлагает изобретения Шкондина: мотор-колёса выдают просто немыслимый КПД в размере 94%, поэтому выставлять оценку моторам гениального российского разработчика в Вт и л. с. просто не имеет смысла — так решили все специалисты осуществляющие свою деятельность в научных учреждениях.

Читайте также:  Замена крыльчатки лодочного мотора хайди

В добавок к этому, «самоделкин» похвастался оборудованием, которое подходит как для лёгкого самолёта, так и для вертолёта, той же весовой категории. Весит движок чуть более 20 килограмм, что в принципе не много, но не в массе его превосходство: данный агрегат выдаёт целых 270 Нм! Если брать по параметрам транспортных средств оборудованных ДВС, то это показатель тяги современного 3-литрового двигателя на шесть цилиндров, обладающего мощностью более двух сотен лошадиных сил. Для самолёта оборудованного двумя моторами и имеющего в своём распоряжении 4-8 мест для пассажиров — как раз самый подходящий вариант.

В.В. Шкондин демонстрировал своё оборудование большое количество раз по всему миру, а также давал его на тестирование в солидные российские и зарубежные исследовательские заведения. Всё, что создавалось другими разработчиками в данной области, проигрывает по эффективности мотор-колёсам выдающегося инженера по всем показателям: массе, энергозатратам, скорости. Все эти характеристики у двигателя Шкондина имеют весьма солидные показатели, которые до этого не снились конструкторам даже в самых радужных снах.

Ажиотаж вокруг изобретения Шкондина

Пытливый ум запатентовал своё первое мотор-колесо ещё в 1991-ом году и с тех самых пор на постоянной основе занимается его модернизацией. На сегодняшний день инженер представил уже четвёртую генерацию своей чудо-техники. Но в то же время, учёный муж не стремится раскрыть все свои секреты. Мошенники, которых привлекает простота его оборудования, пытались неоднократно его «нагреть», но все они, если говорит на чистоту, просто «обломались». И казалось бы, в двигателе от Шкондина минимальное количество составляющих, отсутствуют причуды электроники и сверх совершенные технологические изыски. Но при этом, то, что у разработчика «скопировали-украли», в лучшем случае функционирует как стандартный электрический движок.

Имело место и такое обстоятельство: прилетели к Шкондину на частном авиатранспорте несколько довольно удачливых предпринимателей, присмотрелись внимательно к изделиям изобретательного гражданина и впрямую заявили — платим любую сумму за несколько велосипедов. Проблемой данное обстоятельство для деятеля не являлось, поэтому не долго размышляя, гражданин согласился на сделку. Прошло примерно полтора месяца и эти же бизнесмены вновь объявились предъявляя учёному претензии: «Мол, мы полностью скопировали вашу конструкцию, однако она не работает должным образом». Мастер не стал удивляться данному обстоятельству и посоветовал предприимчивым лицам не уподобляться китайцам, а элементарно приобрести у него лицензию, раз уж господа располагают внушительными финансовыми средствами.

За границей, секреты научного деятеля уже давно пытаются раскрыть солидные профессора с большими возможностями. Очень много бизнесменов вкладывали в дело весьма внушительные суммы, осуществляли маркетинговые исследования, обманывались простотой технологии, восхищались перспективами, но, из-за жадности практически всегда присущей таким людям, российский талант просто выбрасывался из бизнеса — излишне жадные предприниматели не успевали даже уникальную продукцию на поток поставить. По итогу подобных действий, копии производимые горе-торгашами оставались не лучше чем просто обычными подделками.

Единственной страной, выпускающей мотор-колёса Шкондина, является Индия. Для производства мотор-колёс, инвесторы выкупили на территории этой страны самую крупномасштабную в мире производственную мощность по сборке велосипедов. Предприятие может штамповать до 10 тыс. единиц великов за суточный цикл. Часть из них, специально разработана для внедрения в конструкцию мотор-колёс. Но несмотря на столь удачный контракт, мотор-колёса уступают по эффективности более свежим разработкам мастера.

Не вечный двигатель

Конечно, заниматься проектировкой экологически чистых технологий — весьма выгодное и полезное для общества решение, но в то же время, Шкондин утверждает, что он не против агрегатов работающих на горючем. Безусловно, гений понимает, что если будет брать больше чем принято, то неизбежно нарвётся на неприятности: нефтяные и газовые воротилы во избежание финансовых потерь могут расправиться с ним как в крутых американских боевиках. Да и к тому же, нужно понимать, что Шкондин изобрёл не вечный двигатель, являющийся мечтой всего человечества, а мотор-колесо и генераторы, предлагающие пользователю довольно высокие, но всё-таки не идеальные возможности.

КПД его агрегатов, без сомнений, фантастически высок, но всё-равно, как утверждает даже и сам деятель — «до идеала не хватает всего несколько ампер». Эти амперы нужно откуда-то брать и здесь как раз на помощь приходят традиционные ДВС либо аккумуляторы, которые при подзарядке, берут энергию не из воздуха, ведь электричество для их зарядки в любом случае вырабатывают электростанции самых разных типов, потребляющие при этом, в зависимости от типа, экологически вредное топливо. Из всего перечисленного проистекает вполне логический вывод: изобретение российского инженера не является чем-то сверх естественным и вполне сопоставимо с общепринятыми физическими теориями.

Заключение

На сегодняшний день, к мотор-колёсам и генераторам от Шкондина многие сведущие в этом деле люди проявляют повышенный интерес. Мощный концерн подготавливает производственные мощности для крупномасштабного выпуска мотор-колёс и связанной с ними техники, возможно даже военной направленности. Мастерская профессора переедет в просторные помещения размещённые на площади около 2 000 м2, да и сейчас очень хороший момент для подобных действий: госчины всех уровней с интересом обсуждают вопросы самых разнообразных технических инноваций, так что, всё у нашего героя должно получиться.

Источник

Поделиться с друзьями