Что такое мотор колеса? Говорим понятно о непонятном.

Всего одна деталь может увеличить скорость и пробег на велосипеде в разы. Мотор-колесо позволяет отдыхать за рулем, не снижая набранной скорости.

Мотор-колесо — это цельная конструкция, представляющая собой колесо, в ступицу которого интегрирован мотор. Его отличие от навесного двигателя в том, что при модернизации велосипеда заменяется все колесо, а не просто присоединяется мотор. Это изобретение появилось еще в XIX веке.

Hub motor представляет собой соединение:

• колеса;

• передаточного механизма;

• электродвигателя;

• тормозной системы (иногда).

В устройстве МК отсутствуют внешние трансмиссия и редуктор, а передача энергии происходит прямо на ось колеса. Установить МК можно в переднее или заднее колесо. Hub motor широко используется в электрических велосипедах, скутерах, гироскутерах.

Как работает мотор-колесо?

Рассмотрим, как работает мотор-колесо с бесколлекторным, то есть бесщеточным, двигателем постоянного тока (БДПТ), который обеспечивает эффективную, надежную и менее шумную работу. За счет отсутствия некоторых деталей такой мотор легче, чем коллекторный двигатель такой же мощности. Кроме того, щетки коллекторных двигателей постоянного тока быстро стираются, и это грозит искрением.

В роторе БДПТ установлен постоянный магнит. 6 катушек статора расположены по кругу с обмоткой в параллельном направлении в порядке A—В—С—A—В—С. Подавая постоянный ток на обмотку, ее запитывают, в результате чего она становится электромагнитом. Действие БДПТ основано на взаимодействии магнитных полей между постоянным магнитом и электромагнитом. Катушки, находясь под напряжением, притягивают противоположные поля ротора и статора друг к другу. С приближением ротора к катушке А на катушку В подается напряжение. С приближением ротора к катушке В напряжение подается на катушку С. После этого на катушку А подается напряжение противоположной полярности. При повторении процесса ротор вращается.

Несмотря на эффективность этого двигателя, у него есть один недостаток. Из-за того, что единовременно под напряжением находится всего одна катушка, две другие без тока значительно уменьшают мощность двигателя.

Для решения этой проблемы используется один прием. Вместе с первой катушкой, которая толкает ротор, напряжение подается позади нее, чтобы она толкала ротор. В этот момент через вторую обмотку проходит напряжение такой же полярности. Комбинированное воздействие дает двигателю больший крутящий момент и мощность. Оно также гарантирует постоянство крутящего момента. При такой конфигурации две катушки должны подключаться отдельно. Но можно соединить свободные концы катушек. При подаче напряжения на катушки А и В отмечается движение тока через них, так же как и при отдельной подаче напряжения.

Для того, чтобы точно знать, на какую катушку подавать напряжение для бесперебойной работы двигателя, используется электронный контроллер. В качестве контроллера используются датчики Холла.

Типы мотор-колес

Мотор-колеса бывают коллекторные и бесколлекторные.

Коллекторный двигатель состоит из щеточно-коллекторного устройства, в котором передача электроэнергии на обмотки ротора происходит при участии металлических стационарных щеток. Коллекторный движок недорогой, простой в устройстве, но быстро изнашиваемый. Из минусов отметим: медленный старт, для хорошего наката требуется время, а также у такого колеса низкий показатель КПД.

Бесколлекторные МК прочнее и дороже. Они делятся на редукторные и прямоприводные. Первые представляют собой конструкции с планетарными редукторами. Они легкие и компактные по сравнению с прямоприводными движками. Во время кручения колес с выключенным двигателем нет сопротивления, движение колеса осуществляется легко и свободно.

Но такое устройства имеют невысокую мощность — всего 250–500 Вт. Максимальная скорость на редукторном моторе — 30 км/ч. В то же время у редукторных моторах минимум стирающихся деталей, что обеспечивает их долгую эксплуатацию. Такие модели устанавливают в городские и спортивные велосипеды.

Прямоприводные моторы имеют мощность от 500 до 3000 ватт. Они весят около 6 кг. Используются в электроскутерах и электровелосипедах с большой грузоподъемностью и высокоскоростных устройствах. «Плюсовые» параметры мотор колеса — простота конструкции и способность развивать высокую скорость.

Из минусов: износ дорогих подшипников и сопротивление мотору при педалировании.

Различия в устройстве мотор-колес

Устройство мотор колеса редукторного типа состоит из ротора, статора, трех пластиковых подшипников и кассеты со звездами, которая повышает крутящий момент колеса и улучшает накат. Подшипники обладают быстрой изнашиваемостью и они недешевые. Быстрому износу шестеренок способствует большой вес ездока.

Из-за особенностей устройства в начале каждого сезона необходимо проверять состояние деталей и смазывать их. Редукторный Hub motor хорошо поднимает в гору, но в горизонтальной плоскости невозможно преодолеть скорость свыше 35 км/ч.

Прямоприводные МК имеют из заменяемых деталей только подшипники. Но их качество позволяет эксплуатировать детали в течение 150 тыс.км, то есть замена необходима через несколько десятков лет. Подшипники не нуждаются в смазке, как в редукторных моделях. Отсутствие шестеренок, статор и жесткий ротор с втулкой на постоянных магнитах повышают не только срок службы мотора и его стоимость, но и КПД.

В систему мотора включена рекуператорная функция тормоза. Тяговая способность у ПП мотор-колеса ниже, чем у редукторного, зато на ровной дороге можно разогнаться до 70 км/ч.

Элементы управления мотор-колесом

Управление Hub motor осуществляется при помощи курков газа, цельными или половинчатыми ручками газа. При нажатии на курок или при прокручивании ручки подается импульс на датчик Холла, который изменяет силу тока. В это время контроллер изменяет количество импульсов, которые подаются на обмотки мотор-колеса в единицу времени. Вследствие этого изменяется скорость вращения колеса.

Расскажем, как проверить мотор колесо. При эксплуатации возникает два рода неисправностей, с которыми можно обратиться к продавцу по гарантии:

• обрыв обмоток — колесо не крутится, имеет место сильное сопротивление вращению, а тестер показывает различия между тремя фазами;

• поломка датчиков Холла — на мотор подать напряжение 5 В и тестером проверить изменение напряжения.

Получить полный перечень гарантийных случаев можно у менеджеров.

Сколько стоит мотор колесо?

У нас в магазине можно узнать, сколько стоит мотор колесо на велосипед в нашем каталоге. Цены на редукторные МК мощностью 350 Вт начинаются с 870 рублей*. 500-ваттный мотор стоит 1030 рублей*.
Прямой привод на 500 Вт стоит 1080 рублей*. 1000-ваттный двигатель, рассчитанный на скорость 60 км/ч, стоит 1560 рублей*.

На стоимость также влияет заспицованность колеса. Перед тем, как поставить мотор колесо на велосипед, определитесь, сможете ли вы самостоятельно заспицевать собственное колесо или понадобится приобрести полный комплект колеса.

Для получения подробной консультации — пишите, звоните или заказывайте обратный звонок. Отвечаем даже в мессенджерах.

---

*Примечание: стоимость актуальна на октябрь 2022 года. Если хотите узнать сколько стоит мотор колесо — уточните у менеджеров.