Мотор-колесо с редуктором или мотор-колесо прямого привода?

Электродвигатель, аккумуляторная батарея и система управления – то, что необходимо для превращения традиционного велосипеда в электровелосипед.
Современные электродвигатели типа мотор-колесо позволяют до предела упростить задачу перевода велосипеда на электротягу. Мотор колесо это и двигатель и трансмиссия в одном лице. Причем это очень надежная электрическая машина и трансмиссия, все узлы которой хорошо защищены от попадания пыли и воды. Этот тип двигателя как нельзя лучше приспособлен для создания транспортных средств. Электродвигатель управляется специальным контроллером.

Электродвигатели мотор-колесо подразделяются на два класса:

  • двигатели со встроенным редуктором в том числе с автоматическим переключением передаточного отношения редуктора (http://velomotor.by/dvuhskorostnoe-motor-koleso);
  • двигатели прямого привода;

У каждого двигателя есть уникальные свойства, которые могут оказаться подходящими для целей которые Вы ставите перед собой превращая свой велосипед в современный электровелосипед. Чем же принципиально различаются эти два класса двигателей мотор-колес?

Давайте разберемся.

 Параметры мотор колесо с редуктором мотор колесо прямого привода
 Общий вид
мотор колеса
   
Мощность

питание (36– 48) В  мощность (180-500) Вт

питание 36 В - ( 500-750) Вт
питание 48 В - (750-1000) Вт
Вес двигателя

3 - 5 кг

6- 9кг

Диаметр двигателя ~132 мм
 ~243 мм
Вращающий момент
при мощности
350 Вт
 18 N/м  11 N/м
Максимальна скорость при питании 36 В -  32 км/час при питании 36 В -  32 км/час
при питании 48 В -  45 км/час
Пробег на зарядке
при разной емкости
аккумуляторов
 

36 В 10 A/час  = 30-50 км
36 В 12 A/час  = 36-67 км

36 В 10 A/час  = 19-38 км
36 В 12 A/час  = 22-44 км
48 В 12 A/час  = 22-40 км

Сопротивление вращению
при выключенном двигателе
 отсутствует присутствует
Нагрузочные характеристики двигателей    
Резюме:  Преимущества:
- малый вес;
- малые габариты;
- экономичность;
- большой пробег на зарядке аккумулятора;
- большой вращающий момент;
- нет сопротивления вращению колеса;
- велосипед остается велосипедом.
Преимущества:
- большой межремонтный период;
- большая скорость велосипеда;
- велосипед становится скутером

Стоит сравнить нагрузочные характеристики двигателей при одинаковой скорости вращения. Мотор колесо велосипеда с 26 дюймовым колесом, при скорости в 20 км/час делает 160 об/мин (см. Таблицу).

Анализируя нагрузочные характеристики двигателей  можно видеть, что двигатель прямого привода при скорости 160 об/мин развивает вращающий момент 6,5N/м, а редукторный двигатель 10,5N/м. Это на 38% больше чем у двигателя прямого привода. В тоже время вращающий момент в 10,5N/м двигатель прямого привода развивает при потребляемом от аккумулятора токе 11,5А, а редукторный двигатель развивает тот же вращающий момент в 10,5N/м при потребляемом токе всего 8А. Получается, что редукторный двигатель на 30% экономнее расходует энергию аккумулятора. Следовательно, и пробег на скорости 20 км/час будет больше у велосипеда с редукторным двигателем. Для большинства задач самое важное условие - обеспечить наибольший пробег на одной зарядке аккумулятора. С этой задачей редукторный двигатель справляется на 30-35% успешнее, чем двигатель прямого привода.
Редукторный двигатель имеет еще одно неоспоримое преимущество перед двигателем прямого привода - хорошую тягу на низких оборотах, что очень важно для движения по грунтовым дорогам и бездорожья, где двигаться на сакорости более 30 км/час просто невозможно по соображениям безопасности.

Cкорость вращения колес разного диаметра при скорости велосипеда 20 км/час

16’’l 20’’   24’’ 26’’  700C/28’’
260 об/мин
20 км/час 
208 об/мин
20 км/час
174 об/мин
20 км/час
160 об/мин
20 км/час
149 об/мин 
20 км/час


Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

1. Мотор-колесо на базе редукторного двигателя лучший выбор, если для Вас важны следующие аспекты:

  • обеспечить максимальный пробег электровелосипеда на одной заядке аккумулятора;
  • обеспечить минимальный вес электровелосипеда;
  • обеспечить хороший накат велосипеда с отключенным двигателем;
  • обеспечить хорошую тягу двигателя;
  • обеспечить максимальную скорость 40 км/час.

2. Мотор-колесо на базе двигателя прямого привода лучший выбор, если для Вас важно:

  • обеспечить максимальную скорость более 40 км/час;