Выбор Мотор-Колеса (МК)

[Slider]

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 для выбора.
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 МК:
- 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.

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

Основные преимущества редукторных МК:
- 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 МК:
- 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

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

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).

[Slider]

Как определить, с какой скоростью поедет электровел при использовании выбранного МК?

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)

[Slider]

Конструкция редукторного мотора:

Конструкция ДД мотора:

[Zlo]

напишите еще про кареточные моторы

[Александр61]

[user]Slider[/user], Можно ли по обозначению на МК, определить редукторного оно, или прямого привода?

[Slider]

[user]Zlo[/user], с кареточными моторами дел не имел, поэтому про них ничего напсисать не могу.
[user]Александр61[/user], у каждого завода своя спицифическая маркировка, и я их не знаю. Если форма МК ближе к "блину" то скорее всего ДД, если "банка" то наверно редукторник.

[gosha_phantom]

А если выключить рекуперацию на дд, накат все-таки каков? Хочется мощный мотор и с неплохим накатом, чтоб можно было и на педалях доехать)

[Slider]

Читайте данную тему Накат на директ-драйве: миф или реальность?

[Grumbler]

Подскажите, как определить тяговый мотор или скоростной?

[vovik2]

Присоединюсь к Grumbler: подскажите, как определить тяговый мотор или скоростной? Можно конкретно по Bafahg-ам...........

[Подарок]

тяговый мотор или скоростной

Разница между тяговыми и скоростными мотор-колесами

Спойлер

(Статья, под спойлер, стянул для развития)
Чем объясняется способность одних при, казалось бы, идентичной внешности и подаваемом напряжении питания развивать более высокую скорость, и способность других с большей легкостью производить разгоны, подниматься на крутые склоны, перевозить тяжелые грузы? В значительной степени, указанная разница связана со способом намотки статора двигателя. Так, модели с большей тяговитостью содержат значительно большее количество витков на статоре, однако, как правило, при этом используется намотка проводом меньшего диаметра.
Электрическому двигателю – мотор-колесу, так же как и большинству электрических механизмов, по причине особенностей своего конструктивного исполнения, присуще удивительное свойство обратимости. Чем большим будет количество витков проволоки, тем большее напряжение (электродвижущая сила), согласно с законом электромагнитной индукции, образуется при их пересечении магнитного поля полюсов электродвигателя. Как известно, причиной генерирования электродвижущей силы в электродвигателе является изменение положения магнитного поля ротора относительно статора, или же, соответственно, наоборот. Поскольку указанное сгенерированное напряжение направлено навстречу подводимому к электродвигателю напряжению аккумулятора - оно становится своеобразной противодействующей силой значительному увеличению скорости движения мотор-колеса. Направление тока, создаваемое противоЭДС, прямо противоположно току, подаваемому от источника электропитания. Максимальной считается скорость, при которой амплитуда противоЭДС выравнивается с напряжением аккумуляторных батарей. Величина противоЭДС прямо связана с режимом работы электродвигателя – чем большей будет прилагаемая к нему нагрузка, и чем сильнее снизятся обороты мотор-колеса, тем меньшую величину противоЭДС мы сможем наблюдать. И наоборот, по мере роста оборотов возрастет и ЭДС электромотора, так как она всегда направлена против приложенного напряжения. Когда ЭДС обмотки становится равной ЭДС аккумулятора ток в обмотки не идет и разгон, соответственно, прекращается.
Моделям мотор-колес с большим количеством витков намотки статора будет свойствен более высокий показатель противоЭДС, а также значительно более низкая скорость вращения при фиксированном напряжении, чем у тех электродвигателей, которые содержат меньше провода.
Со скоростью разобрались, теперь перейдем к грузоподъемной или же тяговой силе мотор-колес. Прежде всего показатель тяги электродвигателя определяется физическими параметрами магнитной системы, особенностями конструктивного исполнения статора - его железом, умением, используемых в электродвигателе, постоянных магнитов создавать магнитное поле, а также способностью мотора к восприятию высоких напряжений. Иными словами, тяговым будет тот электродвигатель, который сможет принимать более высокое напряжение. Но и тяговой электрический двигатель (содержащий большее число витков намотки меди) можно превратить в скоростной - для этого нужно питать его от более высокого напряжения более низким током. Подобное утверждение обосновывается уже даже тем, что вращающий момент мотор-колеса пропорционален величинам тока, умноженного на длину проводника (последний равен количеству витков проволоки, умноженной на окружность статора). Вращающий момент мотор-колеса не есть величина заданная, постоянная – она прямо зависит от прилагаемой механической нагрузки или момента сопротивления, которое приходится преодолевать электродвигателю при вращении. Увеличение скорости достигается за счет уменьшения крутящего момента. Электровелосипеды, оборудованные скоростными мотор-колесами,, смогут довольно быстро перемещаться на ровной трассе, однако в ситуации подъема вверх по склону их скорость несколько уменьшится по причине потребности увеличения той же тяги.
Электрическая мощность, подводимая к велосипедному мотор-колесу, всегда больше механической мощности, которую он может отдавать. Подобное явление происходит потому, что часть мощности, поступающей к мотору, расходуется на электрические и магнитные потери внутри самой двигательной установки. Отношении полезной мощности к подводимой именуют коэффициентом полезного действия электродвигателя. Как правило, КПД тяговых велосипедных мотор-колеса превышает 90% показатель.
Пропорционально увеличению мощности велосипедного мотор-колеса возрастают и показатели максимальной развиваемой скорости и крутящего момента. Иными словами, велосипедные мотор-колеса с большей мощностью (500-1000 ватт) предоставляют пользователям значительно большие возможности развития, как скорости, так и тяги, чем небольшие, малогабаритные их аналоги (250-350 ватт). Покупка велосипедных мотор-колес мощностью свыше 500-600 W целесообразна в тех случаях, если велосипедисту довольно часто придется пересекать холмистые участки маршрута или же мощное мотор-колесо будет использоваться для построения грузового велосипеда (велорикши). Во внимание должен браться и тот факт, что увеличением мощности велосипедного электродвигателя сопровождается также и ростом его веса. Последний момент очень важен в том случае, если велосипедист планирует и в дальнейшем использовать свое двухколесное транспортное средство по прямому назначению – периодически крутя педали. К примеру, если 500-ватные электродвигатель будет весить 5,8 кг, то 1000-ватный - уже 6,9 кг. Кроме того, мощные «тяговые» мотор-колеса требуют доукомплектации аккумуляторами довольно-таки значительной емкости, по причине того же высокого потребления токов, и речь тут идет совсем не об увеличении расстояния пробега, а об обычном поддержании работоспособности.
В мотор-колесах высокой мощности устанавливаются магниты больших размеров, увеличивается их количество, растет число жил в каждом витке обмотки. Внешне велосипедные мотор-колеса 500 Вт, 600 Вт, 800 Вт, 1000 Вт может и идентичны, однако «начинка» у них несколько отличается. Среди мотор-колес идентичной мощности также встречаются более скоростные и менее скоростные варианты – разница между ними связана все с тем же обмотками. При уменьшении числа витков увеличивается скорость (ток тоже), однако уменьшается мощность. Например, уменьшив витки с 10 до 7, удастся снизить противоЭДС на 30%, вместе с тем скорость возрастет на те же 30%. Увеличив же число витков на определенное процентное соотношение удастся добиться снижения скорости на ту же величину. Аналогическая ситуация наблюдается и при изменении числа магнитов. Срабатывает простая закономерность: увеличили тягу (крутящий момент) - проиграли в скорости. Данный момент легко объясним примером уравнения: мощность = крутящий момент ∙ скорость. Учитывая вышеуказанное уравнение становится понятным, почему производители мотор-колес пропорционально увеличению мощности мотор-колеса повышают подаваемое на них напряжение, ведь для того чтобы ездить без существенно ущерба грузоспособности нужно увеличить напряжение питания.

[vovik2]

Ну хорошо,с теорией разобрались.Теперь на практике.......А вопрос всё тот же-как определить МК  по корпусу,по биркам,по описанию или ещё по каким-то данным,тяговый или скоростной? Тут проскочило мнение,что для 20" колеса надо брать МК от 26" и МК будет тяговым.А на 26" колесо надо ставить МК от 20",тогда  МК будет скоростным.Верно ли это мнение или нет? Вопросы не из любопытства.......Задача подобрать хороший МК 350вт(передний) на  трёхколёсный эл.вело  для инвалида-пенсионера.Именно тяговый,а не скоростной.Тяговый момент в приоритете,даже если макс. скорость будет 10-15км\час.

[Grumbler]

А вопрос всё тот же-как определить МК  по корпусу,по биркам,по описанию или ещё по каким-то данным,тяговый или скоростной?

Об этом и речь, нужно подобрать двигатель для подъема в горку, а максимальная скорость вторична.

[vovik2]

Для Grumbler........Пытаясь вникнуть поглубже в эту тему и собирая по крупицам важные моменты,набрёл на  вот такой пост:Цитата: ToyFun писал 18 Мар 2017 в 09:35
-А что означают маркировки 14T, 8Т в аббревиатуре моторколёс? С чем это едят?
-Это количество витков на "зуб\полюс"  мотора. Чем меньше витков(т.е.цифра до Т), тем он более скоростной, чем больше(цифра до Т) - более тяговый.Похоже всё встало на свои места.Может кто подтвердит или опровергнет  эти данные?
p/s.в скобках мой комментарий

[Подарок]

Тяговый момент в приоритете,даже если макс. скорость будет 10-15км\час

Только редукторный. Он хорош при трогании и выносливее при затяжных подъёмах.

А установив в обод меньшего диаметра, убиваете несколько зайцев за раз:
эффект тяги усилится,
пропорционально уменьшится скорость (повысится безопасность движущегося устройства,
внутренний редуктор дольше проработает (с меньшей нагрузкой)
меньшие токи потребления (350W) - дольше и дальше на одной зарядке АКБ

[Slider]

По внешнему виду МК никак не определить, тяговый или скоростной. Есть две характеристики МК которые на это указывают: RPM (количество оборотов/c) на вольтаж и количество витков «на зуб» (4T, 6T, 8T и так далее). Для редукторных МК ещё есть соотношение передач, например 1:4, 1:5.
Чем выше RPM МК, нём он более скоростной, чем ниже, тем он более тяговый. Чем меньше витков на зуб тем МК более скоростной, чем больше, то тяговый. Чем больше соотношение редуктора тем МК более скоростной.  Все эти характеристики должен знать продавец (хороший) и они должны быть указаны на сайте производителя (можно поискать по наименованию и номеру модели).

[vovik2]

Slider-у спасибо! Если Вы знаете,какие из производителей и соответственно МК правдиво и полностью указывают все эти данные(RPM,4Т-14Т,редукцию) при продаже?

[edw123]

Slider-у спасибо! Если Вы знаете,какие из производителей и соответственно МК правдиво и полностью указывают все эти данные(RPM,4Т-14Т,редукцию) при продаже?

Редукция никак не изменяется, только одно значение. Если на моторе указано, значит правда. Хуже, что могут прислать с другой цифрой и что не все моторы промаркированы легкорасшифровываемо.