Электровелосипед на базе бесщеточного двигателя — Своими Руками

Электровелосипед на бесщеточном моторе

Приближается весна, а за ней и лето. Тут-то на помощь для передвижения и приходит такой верный помощник как велосипед. Этот транспорт легок, не требует наличия водительских прав, а хранить его можно прямо в квартире. Но что же делать, когда ездить нужно на большие расстоянии и на это требует слишком много сил. Выход есть, вы можете установить на свой велосипед электродвигатель! Теперь вы сможете значительно сэкономить силы, проехав пару десятков километров на аккумуляторе. Конечно, дальность дистанции будет сильно зависеть от вашего веса, рельефа, а также емкости аккумулятора.

В этой инструкции мы рассмотрим, как можно просто установить на свой велосипед электродвигатель. Правда, схема немного затратная в качестве финансов, поскольку тут используется бесщеточный двигатель, который сам стоит немало, да и еще к нему нужно будет купить контроллер. Но если для вас это не преграда, идем дальше. К тому же, вы всегда сможете использовать более дешевые и доступные детали, к примеру, обычнее щеточные моторчики. Для этой самоделки не нужно переоборудовать велосипед, то есть если аккумулятор разрядиться, вы всегда сможете ехать дальше с помощью мускульной силы. А если немного подработать над схемкой, аккумулятор можно будет даже заряжать, двигаясь с горы или крутя педали. Итак, рассмотрим более подробно, как моторизировать свой велосипед.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— двигатель;
— контроллер для двигателя ;
— ось с колесом от скейта;
— ременная передача;
— аккумулятор;
— ручка или кнопка для управления двигателем;
— стальная пластина;
— пружинка;
— дверная петля;
— болты с гайками и пр.


Список инструментов:
— сварка;
— болгарка;
— отвертка и гаечные ключи;
— дрель.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Изготавливаем рабочий «орган»
Передача крутящего момента с двигателя осуществляется на шину велосипеда, это самый простой способ, так как не нужно менять конструкцию велосипеда. Для главного рабочего узла понадобится колесо от скейта с осью, а также ременная передача. Сегодня без труда вы сможете купить все эти запчасти в Китае. Кстати, существую уже готовые комплекты для переоборудования скейта на электродвигатель.

Если все запчасти есть, со сборкой проблем не возникнет. Автор подключает двигатель через контроллер радиоуправления. Теперь вы сможете управлять двигателем удаленно! Но конкретно для этой самоделки это не очень полезно.











































Далее устанавливаем всю необходимую электронику. Автор крепит все комплектующие, используя двустороннюю клейкую ленту. Тут важно понимать тот факт, что если вы не защитите двигатель и электронику от грязи и дождя, они довольно быстро выйдут из строя. Оставлять все как есть можно только для езды в сухую погоду или для тестового заезда. Для удобства полезно бы было установить на аккумулятор датчик уровня заряда.

Вот и все, наш электровелосипед готов, осталось подзарядить аккумуляторы. Тут будет нужно подходящее зарядное устройство. Заряжать можно сразу два аккумулятора или каждый отдельным зарядным, тут все уже зависит от блока питания.




Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Электровелосипед своими руками на основе двигателя BBSHD (1700 Ватт/58В)

Всем привет, в этой инструкции мы разберем, как сделать мощный электровелосипед на основе двигателя BBSHD. Для этих целей автор использовал комплект мощностью 1700 Ватт, которые достигаются при напряжении 58В. Особенность двигателя в том, что он не требует существенных изменений в конструкции двигателя. Он представляет собой электродвигатель, на котором установлена такая-же ось с шатунами и педалями, как не велосипеде. То есть, если нужно, вы едете на электромоторе, а если заряд закончится, можно перейти на обычную мускульную тягу. При желании вы также можете помогать двигателю педалями, тем самым экономя заряд.

Автор переоборудовал свой горный велосипед. Задумка в том, чтобы ездить по горам, бездорожью, грязи и так далее. Двигатель тут установлен очень мощный, если сравнивать с классическим покупными электровелосипедами. Еще один плюс в том, что у вас остается функционировать 7 или более передач, в зависимости от количества звездочек на задней оси. Это значит, что крутящего момента вам хватит, чтобы заехать на любую гору. Итак, рассмотрим более подробно, как же переоборудовать свой велосипед.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— двигатель Bafang BBSHD ;
— подходящий велосипед;
— аккумуляторы 18650 (не менее 75 штук);
— кабель 12AWG около 4 м черного и столько же красного;
— подходящий BMS (автор использовал JBD-HP14SA);
— лист акрила и фанера;
— разъемы XT90SA;
— винты, болты и гайки;
— блок питания 60В 5А;
— стяжки для кабеля;
— термоусадка на 4 мм и 250 мм;
— канализационная труба 2.5 дюйма;
— счетчик мощности, сетевой выключатель датчик BBS (и другое по желанию).

Список инструментов:
— отвертки и гаечные ключи;
— точечный сварочный аппарат;
— ножовка;
— клеевой пистолет;
— термофен;
— паяльник с припоем.

Читать еще:  Клеим кромку на ДСП - Своими Руками

Процесс изготовления электровелосипеда:

Шаг первый. Установка двигателя
Двигатели BBSHD изготавливаются под различные конструкции велосипедов. Если ваш велосипед не фирменный, то есть риск, что двигатель не установится на велосипед без переделок. Произведите все необходимые измерения и подберите для себя нужную модель двигателя. На таких моторах установлен довольно большой по размерам редуктор, именно он порой мешает установить агрегат, так как упирается в раму. Но если вам не жалко велосипеда, то вы можете установить на него любой двигатель. Понадобится немного поработать болгаркой и сварочным аппаратом, но все это решаемо.



В целом выбранный двигатель может питаться от напряжения 48 Вольт, источник питания должен обеспечивать мощность до 1000 Ватт. Но автор питает свой двигатель напряжением 52 В, а можно и больше, так раскрывается весь потенциал мотора.

Каждая ячейка 18650 выдает напряжение 3.7В-4.2В, то есть для получения нужного нам вольтажа понадобится 3.7V x 14 = 51.8V. Однако просто соединить последовательно аккумуляторы не получится, они дадут нужные Вольты, но не смогут выдать нужный ток, да и емкость такого батарейного блока будет маловата. По задумке автора аккумуляторный блок должен выдавать 80A / 12000mAh, либо 100A / 15000mAh соответственно.

Шаг третий. Изготавливаем корпус под аккумуляторы
Автор задумал собрать свой аккумулятор из 70-ти ячеек 18650. Чтобы расположить все это дело на велосипеде, выбираем подходящее место внутри рамы и создаем шаблон. Шаблон автор делает из листа картона и затем вырезает. По этому шаблону изготавливаем еще один шаблон из деревянных брусьев или подобного материала.







Сам корпус автор формирует по изготовленному ранее шаблону из листа акрила. Подойдет также и другой подобный материал. Акрил легко гнется, если нагревать его в нужных местах термофеном. А концы корпуса затем автор склеивает клеем Горилла. Вместо клея их можно скрутить саморезами и так далее.

Шаг четвертый. Устанавливаем ячейки в корпус
Доделаем корпус, для этого к одной его стороне крепим лист из фанеры, доски или другой подобный материал, чтобы получилась стенка. Вот и все, теперь в изготовленный корпус устанавливаем аккумуляторы 18650. Автор устанавливает их по схеме 14S / 5P для 52V. 100А, 15 000 мАч. Обязательно аккумуляторы должны быть подключены через BMS-контроллер, который не допустит глубокого разряда или перезаряда. Автор для этих целей выбрал контроллер JBD-HP14SA, который работает с 40A и 14S.




Все ячейки нужно соединить последовательно и параллельно для получения нужных характеристик. Будьте осторожны при работе с этими аккумуляторами, даже одна ячейка может образовывать при замыкании неслабые искры и нагревать провода докрасна. А при напряжении 52В можно получить довольно серьезные травмы. Работайте в очках и защитных перчатках. Избегайте короткого замыкания батарей, так как они при этом выходят из строя. Каждую батарею перед установкой нужно проверять, иначе одна проблемная ячейка может привести к неработоспособности всей схемы.

Для соединения ячеек отлично подходит точечный сварочный аппарат. Можно работать и мощным паяльником, но это будет значительно дольше.























Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Электровелосипед своими руками: двигатель

В прошлой статье про контроллеры мы уже отмечали, что для электровелосипедов используются трёхфазные асинхронные двигатели, и частично затронули их разновидности.

Напомним: двигатели для электровелосипедов, за редким исключением, бывают двух типов: центральные (кареточные) моторы и мотор-колёса.

Первые устанавливаются в кареточный узел и имеют встроенный контроллер, вторые заспицовываются в обод на место втулки и устанавливаются на место заднего (реже переднего) колеса.

В чём же основные эксплуатационные отличия данных двигателей и в каких случаях стоит выбрать тот или иной вариант?

Центральный мотор

Как я уже сказал, он устанавливается в кареточный узел, то есть вместо каретки. Технически процесс установки выглядит следующим образом: снимаются шатуны с педалями, выкручивается каретка, вставляется двигатель, закручиваются фиксирующие гайки, подключается проводка.

На первый взгляд, ничего сложного, и нужно просто найти съёмник шатунов и ключ для каретки. Но на самом деле при установке центрального мотора стоит учесть несколько важных факторов.

Подводные камни при установке

Очевидно, что производители рам для велосипедов не рассчитывают на то, что на раму будет устанавливаться мотор. В связи с этим, установке мотора на место могут помешать сварные швы, перья и даже просто гидролинии, проложенные под нижней трубой.

И если гидролинии можно пустить в другом месте, то стачивать сварные швы рамы крайне нежелательно. По-первых, это скажется на её прочности, во-вторых — приведёт к потере гарантии.

С перьями ещё интереснее: если звезда мотора упирается в перо, можно поступить двумя способами, каждый из которых не лучшим образом скажется на качестве готового результата.

Первый — изготовить проставочное кольцо на кареточную ось. Однако следует учесть, что если оно будет достаточно широким, может не хватить резьбы для крепления двигателя с обратной стороны.

Также в этом случае, скорее всего, исказится линия цепи (Chainline). Дело в том, что линия, проведённая от звезды мотора к центру кассеты, должна быть перпендикулярна задней оси. Если это правило нарушить, цепь будет перекошена, и при работе двигателя или кручении педалей станет перескакивать по кассете. В результате, кроме неудобств при эксплуатации, значительно возрастёт износ цепи и кассеты.

Читать еще:  Оригинальное оформление бутылки шампанского - Своими Руками

Второй способ — изготовить новую звезду мотора, меньшего диаметра. Задача творческая и достаточно серьёзная. Нужно подобрать правильный металл, рассчитать размеры и проконтролировать качество. Но очевидно, что уменьшение звезды приведёт к снижению максимальной скорости.

Есть ещё пара важных обстоятельств, которые необходимо учесть, если вы выбрали центральный мотор.

При старте мотор будет стараться провернуться и упереться в нижнюю трубу рамы, независимо от того, насколько сильно затянуты гайки. Поэтому необходимо предусмотреть проставочный элемент между мотором и рамой.

Если его не изготовить, каждый раз при старте двигатель будет выполнять микроудары по нижней трубе, что приведёт к повреждению лакокрасочного покрытия и деформациям.

Часто случается, что при переключении передач цепь соскакивает со звезды мотора . Для решения этой проблемы необходимо, во-первых, установить датчик переключения, чтобы двигатель отключался в момент переключения передач.

И во-вторых, организовать уловитель цепи — либо заблокировав в нужном положении передний переключатель, либо изготовить отдельный уловитель цепи самостоятельно.

Производители центральных моторов

Крупнейшими, да и, по сути, единственными производителями центральных моторов на сегодняшний день являются Bafang и Tongsheng.

Особенности работы на двухподвесах

На велосипедах с задним амортизатором (так называемых двухподвесах) использование мощных центральных моторов может привести к изгибанию велосипеда.

Это происходит из-за того, что при работе двигателя передняя звезда, установленная на моторе, как бы притягивает к себе кассету, то есть велосипед стремится сложиться вправо.

Данный эффект заметен настолько сильно, насколько надёжно и точно изготовлены подшипники перьев. Чем больше люфт и чем выше мощность, тем больше велосипед будет скручивать.

На хардтейлах (велосипедах без заднего амортизатора) перья приварены к раме, поэтому эффект скручивания практически отсутствует.

Мотор-колесо

В соответствии со своим названием, мотор-колесо представляет собой колесо с мотором, заспицованным на место втулки, и теперь давайте рассмотрим виды двигателей, которые заспицовываются в мотор-колёса.

Двигатель прямого привода (Direct Drive, DD)

Это самый тяжёлый двигатель из тех, что устанавливаются в мотор-колёсах. Я сразу сделал акцент на вес потому, что чем он больше, тем сильнее мы смещаемся от понятия велосипед к понятию мотоцикл.

Двигатель прямого привода не имеет редуктора, следовательно, частота вращения колеса совпадает с частотой вращения ротора. И здесь скрыты как свои преимущества, так и свои недостатки данной реализации.

Отсутствие редуктора, с одной стороны, говорит нам о повышенной надёжности, поскольку нет лишних шестерёнок, которые могут выйти из строя при перегреве и неправильной эксплуатации.

С другой стороны, это означает пониженный момент на старте двигателя при той же мощности. Иными словами, для того, чтобы получить приемлемое ускорение на старте, нам нужно больше мощности, чем в случае с редукторным мотором.

Вес мотор-колеса с двигателем прямого привода достигает 10 кг и более, из-за чего требуется применение более толстых спиц и более крепкого обода. А далее, по цепочке, более крепкой рамы, более мощной батареи, более надёжных тормозов и так далее.

Просто представьте, что в центре заднего колеса велосипеда разместилась 10-килограммовая гиря, которая увеличивает инерционность всего велосипеда в целом. При эксплуатации это серьёзно скажется на манёвренности.

Случается, что значительный вес, в комплексе с неквалифицированной установкой, приводит к поломке оси мотора прямого привода. Для изготовления новой оси придётся найти качественного токаря с доступом к качественным материалам. А затем заново протягивать кабель внутри новой оси.

Одним из основных преимуществ моторов прямого привода считается возможность использования рекуперации , то есть обратного преобразования кинетической энергии движения в электрическую.

Основное её применение — торможение без использования тормозных колодок. Но не стоит отказываться от колодок совсем — при возникновении неисправности электропроводки велосипед невозможно будет остановить.

Второе назначение рекуперации — заряд батареи при торможении . Многие скажут, что это более важная функция, чем рекуперативное торможение, и её следует поставить на первое место.

Но дело в том, что заряд батареи при торможении актуален исключительно в горной местности, так как невысокий КПД не позволит сколь-нибудь ощутимо зарядить батарею на относительно коротких спусках.

Редукторный двигатель

В противовес двигателям прямого привода, в качестве мотор-колеса на электровелосипеды устанавливаются редукторные моторы, у которых один оборот колеса соответствует определённому количеству оборотов ротора, в соответствии с коэффициентом редукции.

Чаще всего на Aliexpress встречаются моторы с одноступенчатым редуктором, реже — с двухступенчатым. Цена вторых, соответственно, выше. Количество ступеней редукции лучше сразу уточнить у продавца при заказе.

Очевидно, что у мотора с 2-ступенчатым редуктором момент на старте будет выше, поскольку для выполнения одного оборота колеса потребуется больше оборотов ротора, а значит вращать ротор будет легче.

Кроме высокого момента на старте, редукторные моторы имеют ещё одно преимущество перед моторами прямого привода — они весят в разы меньше (около 2 кг). Соответственно, ниже нагрузка на спицы, на обод, ниже вес готового электровелосипеда, выше манёвренность.

Конечно, редукторные моторы также не лишены недостатков, основной из которых — срезание зубьев шестерней . Обычно это происходит в результате перегрева мотора в сочетании с неправильной эксплуатацией.

Для того, чтобы не перегреть мотор, придётся либо постоянно следить за его температурой, либо просто использовать контроллер с термозащитой, как это реализовано, например, у electronbikes .

Второй недостаток редукторного мотора — невозможность использования рекуперации. Это обусловлено, собственно, наличием редуктора. Но давайте разберёмся — так ли уж важна рекуперация ?

Если мы рассматриваем тяжёлое средство передвижения, такое, как, например, троллейбус, трамвай, электровоз, электромобиль или тяжёлый электровелосипед (скорее даже электромотоцикл), то да, это экономия тормозных колодок и подзарядка батареи.

Читать еще:  Быстрые маринованные шампиньоны - Своими Руками

Но если речь идёт об электровелосипеде общим весом около 20 килограмм , с лёгким редукторным мотором, то смысл в рекуперации отпадает. Этому есть несколько причин.

Во-первых, гораздо эффективнее экономить энергию батареи путём использования ассистентного режима (помощь при педалировании), поскольку степень помощи (а следовательно, и расход батареи) определяет сам велосипедист.

Во-вторых, для лёгкого электровелосипеда достаточно использования хороших дисковых тормозов, в отличие от тяжёлого электромотоцикла.

В-третьих, как я уже писал выше, использование рекуперации в целях подзаряда батареи целесообразно только в горной местности, с затяжными спусками.

Особенности монтажа мотор-колеса

Если центральный мотор при работе упирается в нижнюю трубу рамы, то мотор-колесо упирается осью в дропауты, и если не применить дополнительного усиления дропаутов, ось мотора провернётся даже при небольшой мощности.

Чтобы этого избежать, на всех мотор-колёсах (за исключением совсем маломощных в сочетании со стальной рамой) используются так называемые торкармы (torque arm, моментный рычаг), или усилители дропаутов.

Торкармы изготавливаются из стали, надеваются на ось мотора и крепятся к раме. Для маломощных двигателей применяют один торкарм, для мощных — два, по одному с каждой стороны мотора.

Вроде всё понятно и просто, но и здесь есть свои нюансы .

Во-первых, важное значение имеют толщина и марка стали, из которой изготавливаются торкармы. Если металл недостаточно твёрдый, а двигатель мощный, ось может провернуться.

Во-вторых, точность изготовления. Чем плотнее торкарм сидит на оси мотора, тем ниже вероятность его проворачивания, и, соответственно, выше допустимая нагрузка.

В-третьих, торкармы при установке должны быть строго перпендикулярны оси мотора. Если допущен перекос, при затягивании гайки возникнет напряжение, которое может привести либо к выскакиванию оси из дропаута, либо к её поломке.

В-четвёртых, торкарм должен быть надёжно прикручен к дропауту или перу рамы. Самый лучший вариант — использование резьбовых отверстий, предназначенных для установки багажника или крыльев.

Недостаточно жёсткое крепление торкарма (некоторые любители крепят его сантехническим хомутом) приведёт к его расшатыванию и поломке такого крепления, а как следствие — проворачиванию оси, повреждению кабеля и, скорее всего, к его замене (перепротяжке).

Особенности подключения мотор-колеса

В связи с тем, что разные производители далеко не всегда придерживаются общего стандарта в производстве моторов, лучше всего приобретать мотор в комплекте с контроллером , так как фазировка, или цветовая схема разъёмов, может отличаться.

Также следует обратить внимание на длину кабеля , выходящего из мотора. Если мотор мощный, то излишне длинный кабель будет добавлять сопротивление к сопротивлению обмоток двигателя. Соответственно, часть энергии будет уходить на нагрев кабеля, особенно если силовые провода в нём недостаточного сечения.

Кроме этого, длинный кабель нужно будет где-то прокладывать и закреплять, а при возникновении необходимости снять колесо оно потянет за собой демонтаж этих креплений по всей длине до разъёма.

На фото мотора прямого привода, которое я привёл выше, силовые провода выведены отдельно от проводов с датчиков положения и скорости. Это неудобно, так как при монтаже и демонтаже возникает необходимость отсоединения каждого провода по отдельности.

Более того, такое соединение является негерметичным , в отличие от ситуации на фото с редукторным мотором — там все провода, включая силовые, объединены в одном герметичном разъёме. Такой вариант, очевидно, более предпочтителен. Главное, чтобы разъём был рассчитан на тот ток, который будет подаваться на мотор контроллером.

Измерение температуры двигателя

Для того, чтобы велосипедист мог при необходимости посмотреть температуру мотора на дисплее, необходимо соблюдение нескольких условий. Во-первых, очевидно, дисплей должен иметь такую функцию.

Во-вторых, в кабеле двигателя должен быть соответствующий провод (как правило, белого цвета). И, в-третьих, конечно же, в моторе должен быть установлен сам датчик температуры.

Производитель мог проложить белый провод в кабеле двигателя для измерения скорости, но не установить датчик температуры. В таком случае, это можно сделать самому, как я уже описывал в одной из своих прошлых статей.

Какой мотор выбрать

Центральный мотор, по сути, берёт на себя функцию велосипедиста — вращение педалей, то есть момент силы передаётся на колесо через цепь, и ему, как и велосипедисту, легче работать на нижней передаче заднего переключателя и тяжелее на высокой.

Такой мотор очень удобен при прохождении трассы с крутыми подъёмами — переключил на пониженную и он тебя спокойно затягивает наверх, вышел на горизонтальный участок, переключил на повышенную — и разогнался.

Кроме этого, велосипед с центральным мотором имеет более правильную развесовку, благодаря чему обладает повышенной манёвренностью. Это сильно ощутимо при участии в соревнованиях, подобных веломарафону «Самарская лука» .

Однако мотор-колесо имеет свои преимущества , благодаря которым успешно конкурирует с центральным мотором.

Во-первых, мотор-колесо проще установить, достаточно убедиться что рама имеет не осевое крепление, а QR (quick release, быстросъёмное, с эксцентриком). Хотя и для осевого крепления можно сделать переходники .

Во-вторых, на мотор-колесе можно продолжить движение даже при выходе из строя цепи или заднего переключателя. А при эксплуатации, соответственно, ниже износ данных компонентов.

В-третьих, мотор-колесо с двухступенчатым редуктором имеет достаточно высокий момент, чтобы въезжать в довольно крутые подъёмы, так что в повседневной эксплуатации практически не уступает центральному мотору.

На этом пока всё, если понравилось — подписывайтесь, чтобы не пропустить новые статьи.

Источники:

http://usamodelkina.ru/10673-elektrovelosiped-na-besschetochnom-motore.html
http://usamodelkina.ru/11636-jelektrovelosiped-svoimi-rukami-na-osnove-dvigatelja-bbshd-1700-vatt-58v.html
http://zen.yandex.ru/media/id/5cf263b893541700ae2bc9ad/5d98dd4a06cc4600b123fabe

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector
×
×