Ярослав Меньшиков. Як зробити електровелосипед із звичайного велосипеда? Двигун від пральної машини на велосипед

Керівник арт-відділу «Ігри Mail.Ru» Олег Макаренко – про те, з чого складається електровелосипед, як вибрати мотор, привід та акумулятор і скільки все це буде коштувати.

В закладки

У Mail.Ru Group розвивається ідея DIY: у травні 2016 року ще один учасник цього руху, розробник "Пошти Mail.Ru" Вадим Балашов, як зробив зі своєї квартири "розумний дім".

Вивчивши ринок електровелосипедів, я дійшов висновку, що більшість дешевих серійних електробайків від китайських виробників дуже погана якість: ламається буквально все, а заявлені характеристики не відповідають реальним. Тому я вирішив зібрати електровелик своїми руками. Довелося трохи заморочитися, але результат вартий того.

У дитинстві, як і багато хлопчаків, я мріяв про мотоцикл. Коли в 12 років мені дістався маленький двигун внутрішнього згоряння з бензобаком для установки на звичайний велосипед, я вирішив зробити веломопед і з величезним ентузіазмом взявся до роботи. Взяв передню вилку від «Лелека», переднє колесо від «Салюту» та заднє від «Ками». Загалом збірна солянка з того, що було у мене в сараї на дачі.

У результаті вийшов дуже кумедний веломопед. Він був трохи потворний, з великою кількістю недоліків, з непрацюючим зчепленням і без гальм. Заводив я його з штовхача. Також у нього не було тумблера вимкнення запалювання, тому я прив'язав до бронепроводу мотузку: коли треба було загальмувати, я смикав за неї, провід зіскакував зі свічки запалювання, і я зупинявся.

В ідеалі мій веломопед мав виглядати як на великій картинці, але все було набагато гірше. На жаль, світлини не збереглося. Незважаючи на всі недоліки цього агрегату, я з великим задоволенням від'їздив на ньому цілий сезон, після чого він раптово помер.

Минули роки, і якось в інтернеті мені зустрівся відеоролик про електровелосипеди. Тема мене дуже зацікавила, і я вирішив зібрати подібний агрегат – але спочатку поцікавився, що зараз представлено на ринку. Виявилося, що у продажу є безліч модифікацій електровелосипедів. Вартість серійних виробів варіюється від 50 тисяч до 5 млн. рублів.

З чого складається електровелосипед

Електромотор – його серце. Контролер – його мозок. Акумулятор – їжа. Ручка газу регулює напругу на двигун. Датчик гальма ставиться опціонально, якщо є рекуператор енергії. На дисплеї можна вивести робочу напругу, заряд батареї, поточну швидкість тощо. Але електровелосипед можна зібрати і без нього, тому що основний параметр заряду батареї дублюється на акумуляторі.

Ще одна опція – pass assist, помічник при педалюванні. Залежно від частоти обертання педалей, він дозовано подає енергію на електродвигун. В основному ці помічники працюють дуже погано, і більшість людей з досвідом їзди електровелосипедами не ставлять їх зовсім.

Вимоги до електровелосипеда

По-перше, мені потрібен був запас ходу близько 50 кілометрів – це дорога від дому до роботи та назад. Для мене було важливо, щоб велосипед був легким, щоб я міг спокійно запхати його в машину, перевезти у громадському транспорті та занести до квартири. Не менш важливим був і зовнішній вигляд, щоб з велосипеда не стирчали дроти, щоб він виглядав акуратно.

Багато електровелосипедів роблять надмірно швидкими. Я для себе визначив, що він повинен їздити трохи швидше, ніж якби крутив на ньому педалі звичайний велосипедист. Зрештою, загальна вартість велосипеда обов'язково мала бути низькою.

Вибір двигуна

Мотори для електровелосипедів можна умовно поділити на три категорії:

• малої потужності, здатні розігнати велосипед до 40 км/год;
• середньої потужності – до 60 км/год;
• високої потужності, коли велосипед летить зі швидкістю до 100 км/год та вище.

Які типи двигунів використовуються на велосипедах?

Каретковий ставиться на каретку педалей. Цей тип моторів досить складний, вони мають обгінну муфту, але при цьому є великий недолік - мотор дає додаткове навантаження на весь ланцюговий привід, через що дуже швидко зношуються зірочки і ланцюг. Друга вада - висока вартість: за китайську версію просять від 30 тисяч рублів.

Двигун прямого ходу досить громіздкий і важкий. Такі мотори відносяться до категорій середньої та високої потужності. Єдина перевага – довговічність через відсутність шестерень. Ціна – від 15 тисяч рублів залежно від потужності. З недоліків: на малих оборотах мотор має слабкий момент, що крутить.

Редукторний двигун. Усередині нього встановлений планетарний редуктор із шестернями, він дуже легкий та компактний. Ціна нижча, ніж на інші. Такі двигуни відносяться до категорії малої потужності.

Я вирішив, що мені вистачить швидкості до 40 км/год, тому вибрав редукторний мотор.

Вибір приводу

Редукторні двигуни часто встановлюються на передній привід. Це найпростіший спосіб встановлення, трудовитрати мінімальні. Але, оскільки навантаження на передню вісь велосипеда невелике, дуже часто виникає пробуксування переднього колеса, погіршується маневреність, при цьому колесо може піти юзом, що призведе до втрати рівноваги.

Задній привід – класичний варіант. Основне навантаження в велосипеді посідає задню вісь, і всі недоліки переднього приводу відразу виключаються.

Можна зробити і повний привід, коли ставиться два двигуни. Так роблять для їзди бездоріжжям, снігом, піском, брудом. Але процес створення повнопривідного електровелосипеда дуже трудомісткий. Найскладніше синхронізувати роботу моторів, а вартість всього проекту виходить чималою. Після зважування всіх "за" і "проти" я вибрав задній привід.

Вибір та розміщення акумулятора

Що стосується акумуляторів, то в електровелосипедах в основному використовуються два типи акумуляторних елементів: літій-залізо-фосфатні та літій-іонні. Перші досить великі, важкі та коштують дорожче. Натомість у других обмежена кількість циклу зарядів – близько 1000 циклів. До того ж, літій-іонні акумулятори погано працюють при негативних температурах.

Для себе я все ж таки вибрав літій-іонні, тому що їх дуже зручно укладати в різні корпуси, в той час як літій-залізо-фосфатні в основному збирають у кубочки, які проблематично встановити на велосипед.

Є три місця для розміщення акумулятора:

• На багажник. Цей варіант поганий тим, що виникає додаткове навантаження на задню вісь, яке і так досить навантажене. Заодно підвищується центр ваги велосипеда.
• На підсідельний штир. Навантаження на осі стає більш збалансованим, але залишається проблема високого центру важкості.
• У простір рами, в основному місце кріплення фляги. Акумулятор у цьому випадку розміщено максимально низько та між осями велосипеда. Це оптимальне розміщення, і я вирішив зупинитися на ньому.

Далі потрібно було вибрати характеристики АКБ - насамперед робочу напругу та ємність. Для малопотужних редукторних моторів зазвичай використовують напруги 24, 36 і 48 В. Я вибрав щось середнє. Від ємності акумулятора залежить запас ходу електровелосипеда. Я підбирав так, щоби мені вистачило на 50 кілометрів. Розрахунок дуже приблизний.

Середня швидкість електровелосипеда у міських умовах – близько 20 км/год. Для подолання відстані 50 кілометрів потрібно 2,5 години. Якщо потужність мотора - 350 Вт, його середня споживана потужність буде близько 175 Вт. За весь пройдений шлях мотор займе 175 Вт * 2,5 години = 437 Вт * год. При робочій напрузі 36 В з отриманих даних легко порахувати і необхідну ємність акумулятора:

Місткість акумулятора = 437 Вт * год / 36 В = 12.1 А * год.

Існує чимало видів корпусів для акумуляторного блоку. Їх можна купити на AliExpress або у російських магазинах за ціною приблизно від 2000 рублів. Є дуже зручні корпуси типу такого, в ньому одразу є комірки, куди ми встановлюємо акумуляторні елементи:

Вибір контролера

Контролери бувають різних видів: дуже прості, універсальні, програмовані з величезною кількістю налаштувань, що працюють у великому діапазоні напруг і струмів. Для себе я брав найпростіший контролер, який працює на фіксованій напрузі і видає максимальний струм в 15 А. Контролери підбираються в залежності від робочої напруги та потужності обраного електродвигуна, вартість – від 1000 до 10 000 рублів.

Результат

У результаті у мене вийшла наступна конфігурація:

• Електродвигун BAFANG. Це продукція дуже популярної на ринку електровелосипедів компанії, її двигуни добре себе зарекомендували.
• Контролер на максимальний струм 15 А, акумулятор на 36, 13 А * год. Вийшла максимальна швидкість 37 км/год, запас ходу в 50 кілометрів, вага дуже невелика, всього на 7 кілограмів важча за звичайний велосипед.

Все обладнання обійшлося десь у 30 тисяч рублів, загальна вартість з урахуванням самого велосипеда - 60 тисяч рублів. Якщо порівнювати з готовими моделями, аналогічними за комплектацією та характеристиками, то такий велосипед коштував би близько 100 тисяч рублів. Я заощадив тисяч 40.

Я встиг зібрати вже три такі велосипеди, дуже схожі за характеристиками.

Нюанси

Їх багато, тож згадаю лише деякі.

• У всіх електровелосипедах використовують подвійні ободи, тому що мотор збільшує момент, що крутить. Також для компенсації додаткового навантаження потрібні посилені спиці, вони товщі – 3 мм замість 2,6 мм. Спікується колесо в три хрести: одна спиця перетинає три інші. На звичайних велосипедах частіше роблять два хрести, а буває і в один хрест. Спіцовка обода – досить складний, нешвидкий процес. При цьому спиці виходять нестандартного розміру, не у всіх магазинах вони продаються.
• Мотори поставляються у двох виконаннях: під касету зірочок та під тріскачку. Потрібно звертати на це увагу і обов'язково уточніть, яка система зірочок передбачена. Також рекомендується перевірити, чи є на двигуні кріплення під ротор гальма.
• Складність із ручкою газу. Здавалося б, найпростіша річ: узяв ручку газу, поставив на кермо і все. Але чомусь більшість китайських виробників не враховують наявність манетки перемикання передач та ручки гальма. Коли починаєш все це збирати - здебільшого або не вдається переключити передачі велосипеда, або ручка гальма зачіпає ручку газу. Я досі не знайшов ручку газу гарної конструкції, щоб вона вдало вставала на кермо.
• Встановлення корпусу АКБ. Рами у велосипедів всі різні, з різною геометрією, і часом доводиться чаклувати з кріпленням, а іноді взагалі змінювати корпус, якщо він не влазить у раму.
• При монтажі ротора гальма може виявитися так, що гальмівний супорт не влазить, зачіпає двигун. Я сам із цим зіткнувся - довелося купувати ротор більшого розміру та встановлювати перехідник на супорт. Або можна використовувати обіднє (колодкове) гальмо, а не дискове. Не всім це подобається, тому що для швидкого гальмування на великій швидкості потрібні ефективні гальма, і одні в цьому плані поступаються дисковим.
• Складання осередків АКБ. Трудомістке завдання. Як відомо, літій-іонні акумулятори не можна з'єднувати паяльником, тому доводиться використовувати точне зварювання спільно підключаючи BMS-контролер, який балансує комірки акумуляторів. Важливо використовувати якісні елементи живлення, виготовлені відомими виробниками Samsung, Panasonic, Sony. Тоді ваш акумулятор із більшою ймовірністю буде довше тримати ємність.
• Рекуперацію продати досить легко, вона передбачається на двигунах прямого ходу. У цьому контролер повинен підтримувати цю функцію. Треба мати на увазі, що ефективність рекуперації дуже низька, вам не вдасться покататися і зарядити акумулятор. Отже, користь від неї дуже умовна.

Висновок

Якщо ви вирішили зібрати дійсно якісний електровелосипед, знадобиться чимало часу та зусиль, але воно того варте. Навіть при купівлі готового комплекту обладнання цей процес не такий простий, як описують у рекламі, і може вимагати додаткових витрат.

Особливу увагу при складанні потрібно приділяти найдорожчому компоненту електроустаткування - акумулятору. Від його якості залежить запас ходу та кінцева потужність електровелосипеда. Бажано їх збирати самому, тому що в магазинах та на AliExpress готові літій-іонні АКБ коштують від 20 тисяч рублів (сумнівної якості, зібрані на безіменних елементах).

Я планую спроектувати свій корпус акумулятора з кріпленням на раму та роздрукувати його на 3D-принтері. Хочу передбачити в цьому АКБ висновки живлення на фару та ліхтар, а також вбудувати динамік для відтворення музики.

Також хочеться спроектувати та роздрукувати на 3D-принтері корпус приладової панелі на кермо з органами керування електродвигуном, світловим обладнанням та музикою. А в перспективі – зробити комфортний міський електровелосипед із прямою посадкою та ще нижчою собівартістю.

За 100 доларів не можна купити навіть звичайний велосипед, не те що електровелосипед. Але за ці гроші можна зробити електровелосипед власноруч. Звичайно, більшу частину необхідних компонентів вам доведеться дістати безкоштовно! Але де їх знайти, та ще безкоштовно — скажете ви? Я розповім де можна знайти все необхідне, а також про деякі моменти, пов'язані з відмінностями ваших комплектуючих від моїх.

Це дуже складний проект - якщо ви не маєте гарних навичок, то вам краще відразу відмовитися від ідеї зібрати електровелосипед самостійно і в магазині. Якщо ж ви вмієте працювати за токарним верстатом, добре володієте поширеними інструментами, то вам цілком під силу зібрати електричний велосипед своїми руками. Якщо ви працюватимете лише у вільний час, то на складання електричного велосипеда у вас піде лише кілька місяців.

Передумови та теорія.

Перед тим, як безпосередньо перейти до інструкцій зі збирання електричного велосипеда, розповім, чому я вирішив самостійно зібрати електровелосипед. Мені вдалося сконструювати фрикційну передачу електровелосипеда, тоді як експерименти з ланцюговою передачею провалилися. Але мені дуже хотілося довести справу до кінця і знайти де були допущені помилки під час першої спроби. Виявилося, що я не приділив належної уваги припущенням. Я практично навмання вирівнював і приварював зірочки на місце, де повинен бути вал. Тому передача й не працювала. Крім того, так як вал двигуна був дуже маленький, то передача не запрацювала б навіть зі зірочкою. Тому мені довелося знайти спосіб організувати передачу між двигуном і заднім колесом за допомогою стандартної задньої касети. Як рішення я обрав ремінний привід. Але я таки хотів якось змінити ремінний привід на ланцюгову передачу на заднє колесо. Складним рішенням міг стати передавальний вал, який кріпився б на каретку і точно поєднував провідні і ведені зірки. При виборі цього варіанту мені довелося б довго приварювати зірочки, тому відмовився від нього на користь набагато акуратнішої методики скріплення. Крім того, максимальна швидкість мого першого електровелосипеда залишала бажати кращого – вона не перевищувала 32 км/година. Тому мені довелося перерахувати передатне ставлення та встановити на велосипед привід, що дозволяє розвивати максимальну швидкість 64 км/год!

Ключовим моментом цього проекту є точність - встановлювати всі компоненти потрібно з невеликими допусками. Тому і потрібен токарний верстат, без якого забезпечити необхідну точність неможливо. Без нього не можна виконати цей проект.

Отже, приступаємо до роботи - нам належить зробити зі звичайного велосипеда потужний електричний велосипед. І що найголовніше — це обійдеться нам менше, ніж 100 доларів!

Крок 1: Необхідні інструменти та матеріали.

Цей етап дуже важливий. Якщо у вас немає наведених нижче інструментів або матеріалів, то я б порадив не братися за цей проект.

Основні інструменти:

• токарний верстат (потрібний обов'язково);
• зварювальний апарат;
• основні ручні інструменти (ножовка, плоскогубці тощо);
• штангенциркуль (обов'язково купіть його і бажано більше);
• свердлильний верстат з набором свердл;
• інструмент для;
• ключ для зняття тріскачки;
• шліфувальний верстат;
• металорізальні інструменти (гідравлічні ножиці «Піранья», але також підійде установка для плазмового різання або ацетилено-кисневе різання);
• основні.

Додаткові інструменти:

• V-подібний блок;
• плоскошліфувальний верстат;
• фреза;
• мітчики та плашки.

Матеріали (крім очевидних):

• залізний куточок;
• * зірочка ANSI #40 на 9 зубів (доступні онлайн на McMaster-Carr, номер товару 6793k208)
• 2 підшипники (доступні онлайн на McMaster-Carr, їх розмір вказаний нижче);
• кругла сталева болванка (діаметр 0,5" - 1");
• шків під клиновий ремінь діаметром 4" (доступний онлайн на Chicago Die Casting);
• шків під клиновий ремінь діаметром 1" (я виготовив його на верстаті, але його простіше купити);
• клиновий ремінь.

*Розміри залежать від вашого велосипеда та необхідної максимальної швидкості.

Крок 2: Необхідний комплект для переобладнання звичайного велосипеда на електровелосипед.

Це, напевно, найголовніший момент. Щоб вартість переобладнання простого велосипеда в електровелосипед не перевищила сто доларів, вам доведеться безкоштовно дістати комплект із трьох основних компонентів: двигуна, акумуляторів та велосипеда.

Почнемо з велосипеда. Думаю буде нескладно знайти нікому не потрібний велосипед чи недорого. Постарайтеся дістати велосипед з якомога більшою кількістю передач – це дозволить досягти високої максимальної швидкості та покращить прискорення. Наявність системи перемикання передач обов'язково ще й тому, що це дозволить збільшити допуски ланцюгової передачі. Пошукайте в інтернеті або запитайте у родичів у селі та можливо вам вдасться купити за символічну суму нікому не потрібний велосипед у хорошому стані. А можливо ваш власний велосипед занадто старий і ви давно вже хочете поміняти його на новий. Або навіть якщо всі варіанти вже вичерпані, то на звалищі серед металобрухту можна знайти непоганий велосипед. Але якщо велосипед довго знаходився на вулиці, його спочатку потрібно буде трохи підремонтувати і відрегулювати. Я гадаю, знайти велосипед буде нескладно.

Далі ми зможемо одним пострілом вбити двох зайців. Навряд чи у вас знайдеться старе крісло з електродвигуном, який мав. Ви можете спробувати пошукати в інтернеті старий мотор з акумуляторами, але найкраще зверніться до сервісного центру з ремонту інвалідних крісел – тут у вас більше шансів на успіх. Технічні фахівці сервісів мають багато старих акумуляторів і моторів, які вони просто викидають. Думаю, що вони не відмовляться недорого продати електродвигун та кілька батарей на 12 вольт від старого крісла. Навіть, якщо в них нічого не знайдеться, то вони зможуть підказати у когось ще можна запитати. У крайньому випадку можна запитувати у знайомих чи не завалявся вони випадково мотор або акумулятори.

Крок 3: Виготовлення зовнішнього кільця підшипника.

Мені пощастило - на моєму велосипеді вже було зовнішнє кільце підшипника з різьбленням. Якщо вам так не пощастило, то вам доведеться виготовити зовнішнє кільце підшипника самостійно. Можна зробити і без різьблення – закріпити в каретці за допомогою гвинтів.

Крок 4: Виготовлення проміжного валу.

Так як ваш велосипед швидше за все відрізнятиметься від мого, то і виготовлені вами деталі відрізнятимуться від моїх, але проміжний вал має бути практично однаковим. Якщо ви купили великий ролик, підшипники і зірочку з діаметром центрального отвору, що становить половину від діаметра зірочки, то вам знадобиться сталева болванка діаметром 5/8 від діаметра зірочки. На токарному верстаті виточіть з одного кінця заготовки ділянку довжиною 1" і діаметром в половину від діаметра зірочки. Потім виміряйте відстань між двома кільцями підшипника і скоротите його в діаметрі до 5/8 від діаметра зірочки. .Дільниця по центру розміром в 5/8 від діаметра зірочки необхідна для запобігання прослизання проміжного валу назад або вперед.

Залишилося просвердлити отвори для болтів. Спочатку потрібно закріпити вал за допомогою V-подібного блоку. Дуже важливо, щоб ці отвори були точно на одній лінії. Розмір болтів залежить від вибраного вами розміру валу та інших компонентів.

Крок 5: Модифікація зірочки.

Якщо у вас така ж зірочка, як і у мене, то через велику ширину вона не підійде до велосипедного ланцюга. Тому доведеться піддати зірочку невеликої модифікації. Обробіть її на токарному верстаті підрізним різцем до ширини 0,1 дюйм. Потім встановіть різцеву каретку на 10 градусів і змініть кут зубів так, щоб він був однаковим з обох боків.

Крок 6: Головний ведучий шків.

Оскільки малоймовірно, що у вас такий самий мотор, як і у мене, то я просто опишу процес обробки свого. Оскільки на моєму двигуні вже був отвір, то я просвердлив усередині круглої алюмінієвої заготовки отвір діаметром один дюйм, що точно відповідає розміру валу. Вкрай важливо, щоб розмір отвору зовсім не перевищував розмір валу - інакше вам доведеться переробляти цю частину роботи. Далі я просвердлив отвір і обробив на верстаті один кінець до діаметра 0,5 дюйма, щоб він відповідав ролику, який обробив раніше. Але цілком можливо на вашому двигуні не потрібно буде нічого доопрацьовувати.

Крок 7: Складання проміжного валу.

Ось тут і починається найцікавіше! Перед початком збирання велосипеда купіть у магазині набір циліндричних штифтів, набір гвинтів і приступайте до збирання! Можливо на цьому етапі виникнуть деякі проблеми, але якщо ви все виточили правильно, то вам вдасться все правильно з'єднати.

Крок 8: Складання ланцюгової передачі.

На цьому етапі доведеться скористатися інструментом для монтажу ланцюга. Роз'єднайте ланцюг, щоб зняти його з велосипеда. Тепер потрібно як завжди встановити ланцюг, просмикнути його через задній перемикач швидкостей і зачепити на середню зірочку на касеті. Переконайтеся, що задній перемикач знаходиться в правильному положенні, як при їзді: не збитий до купи та правильної передачі. Далі розташуйте два кінці ланцюга поряд з другом, щоб отримати необхідну довжину ланцюга. Це найскладніший момент. Роз'єднайте ланцюг у цьому місці.

Під час роз'єднання ланцюга переконайтеся, що пін прикріплений до кінця ланцюга. Якщо цього не зробити, то буде дуже складно, якщо взагалі можливо знову з'єднати ланцюг.

Крок 9: перша перевірка без навантаження.

Тепер слід перевірити виконану роботу. Що може бути гірше, коли після закінчення складання електровелосипеда при тестуванні… злітає ланцюг. Тому це дуже важливий тест. Переверніть велосипед вгору колесами, щоб заднє колесо могло вільно обертатися. Встановіть будь-яку передачу, але я раджу встановити найнижчу. Тепер переходимо до найскладнішого моменту. Щоб забезпечити, надійно утримуйте двигун однією рукою внизу навпроти клинового ременя. Іншою рукою з'єднайте двигун проводами з акумулятором. І якщо ви все зробили правильно і точно, перевірка завершиться вдало. Якщо ж ланцюг все-таки злетить, то цього може бути безліч причин. Однією з них може бути надто широка зірка проміжного валу, так що доведеться її трохи сточити. Якщо ж ковзає ремінь, то ви встановили занадто високу передачу або недостатньо натягнули приводний ремінь. Якщо ланцюг все одно злітає, то швидше за все через погано вирівняні зірочки і на жаль вам доведеться пройти заново деякі етапи.

Крок 10: Макет кріплення двигуна.

Далі потрібно зробити картонний макет кріплення двигуна. Чому з картонної? На це є кілька причин: картон дешевший за метал, його можна різати ножем, надавати йому форму набагато легше, ніж металу. Якщо дозволяє конструкція вашого велосипеда, то я радив би встановити двигун позаду , як у мене. Це дасть більше простору для акумуляторів і дозволить розмістити двигун і більшість елементів, що обертаються подалі від ніг.

Крок 11: Попереднє кріплення для двигуна.

Далі, використовуючи картонний макет, виріжте кріплення з листа металу. Прикладіть макет з картону до металевого листа металу і якомога акуратніше обведіть його крейдою. Щоб вирізати макет з металу, вам не обійтися без такого інструменту, як «Піранья» — великих гідравлічних ножиць, призначених для різання металу. Вони дозволяють дуже точно і по контурах вирізати модель з металу. Але, швидше за все, цього інструменту у вас немає. Тому можна обійтися звичайним пристроєм плазмового різання. Однак при розрізанні товстого листа металу утворюється досить багато шлаку і при поганому володінні методикою плазмового різання вам доведеться досить довго шліфувати краї. Також можна скористатися ацетиленово-кисневою різкою або ножівкою по металу, але ці два варіанти значно гірші.

Крок 12: Перший етап встановлення двигуна.

Це ключовий момент при встановленні двигуна. Необхідно зробити прорізи для болтів на нерівнобокому куточку (якщо у вас є) і встановити U-подібні болти так, щоб вони могли ковзати вгору і вниз по основній пластині. Так як у вас є картонний макет, то нанести розмітку буде нескладно. Просто покладіть макет на пластину і позначте кернером два кінці кожного прорізу. Просвердліть по два отвори з кожного кінця - у загальній сумі має вийти чотири отвори. Вони не повинні бути надто великими, щоб можна було нормально закрутити гайку, і не надто маленьким, щоб можна було просунути болт. Так як я використовував болти діаметром 3/8", то просвердлив отвори оптимального діаметру 0,4 дюйма.

Крок 13: Другий етап встановлення двигуна.

Тепер потрібно вирізати прорізи. Спочатку я думав їх вирізати за допомогою фрези, але через деякі причини я відхилив цей варіант. Якщо у вас є торцева фреза і лещата відповідного розміру, то вам все ж таки краще скористатися фрезою. Я ж вибрав плазмове різання. Використовуючи залізний куточок як орієнтир, я вирізав рівні прорізи для болтів. Зовнішній вигляд прорізів був далеким від ідеалу, так що мені довелося довго і вперто їх шліфувати. Дуже важливо, щоб прорізи були рівними настільки, наскільки це можливо. Це необхідно для того, щоб болти плавно ковзали та надійно фіксувалися.

Крок 14: Налаштування нерівнобокого куточка.

Залежно від того, який у вас двигун, вам може не знадобитися здійснювати цей крок. Я зробив нерівнобокий куточок для закріплення двигуна, але мені не вдалося ним скористатися через недостатній зазор між задньою покришкою і куточком. Я все ж рекомендую по можливості встановити нерівнобокий куточок, оскільки він забезпечує додаткову міцність закріплення двигуна. Але якщо це неможливо, то замість куточка просто скористайтеся U-подібними болтами.

Наступне, що вам знадобиться, це свого роду адаптерний кронштейн. Він кріпиться до двигуна і може ковзати вгору і вниз головною монтажною пластиною, забезпечуючи необхідний натяг ременя. Зробіть пластину, що пригвинчується до передньої частини двигуна і трохи звисає вбік. Потім візьміть невеликий прямокутник, що йде паралельно до двигуна, і прикріпіть його за допомогою болтів до головної монтажної пластини.

Крок 15: Зварювання кріплення двигуна.

Після ретельного піскоструминного очищення та невеликої зачистки металевою дротяною щіткою можна приступати до зварювання! Також переконайтеся, що всі стики, бруду і т.д. Зварювання двох металевих листів різної товщини обіцяє бути нелегким. Навіть якщо ви прожжете дірку, це не буде кінцем світу. Не намагайтеся заварити все одразу. Спочатку зваріть один бік, а трохи пізніше переходьте до іншого, щоб метал встиг охолонути. Крім того більшу частину жару намагайтеся направляти на монтажну пластину і використовуйте якомога нижчу температуру зварювання, але дозволяє добре проварювати листи. При необхідності навіть можете додатково накапати розплавленим металом, щоб краще припаяти два листи металу. Я навіть хотів скористатися дуговим зварюванням електродом, що плавиться, в середовищі інертного газу, яке відрізняється високою якістю, але на жаль я не дуже добре вмію нею користуватися.

Крок 16: Складання ремінного приводу.

Цей крок не вимагатиме докладних роз'яснень. Просто надягніть ремінь на обидва шківи, ​​натягніть його якнайміцніше і затягніть всі болти. У процесі експлуатації велосипеда ви помітите, що ремінь поступово розтягуватиметься. Ось саме з цієї причини нам і довелося робити регульоване кріплення. Час від часу ви повинні перевіряти натяг ременя та коригувати його за потреби.

Крок 17: Друга перевірка без навантаження.

Давайте повторно протестуємо велосипед без навантаження, щоб переконатися, що ми якісно закріпили двигун та систему перемикання передач. Встановіть найнижчу передачу і запустіть двигун на максимальну кількість обертів. Якщо кріплення добре тримається (так і має бути), починайте поступово підвищувати передачі. Якщо велокомп'ютер встановлений на задньому колесі, зверніть увагу на його показання. Якщо , він природно нічого не покаже. Також зверніть увагу не чи ковзає ремінь, що може свідчити про погано натягнутому ремені або про дуже високому передатному відношенні.

Крок 18: Кріплення акумулятора.

Наступний крок – це встановлення акумулятора. Я сподіваюся, що вам вдалося дістати гарний комплект старих акумуляторів у сервісному центрі або просто купити їх. Перевірте працездатність батарей та зарядного пристрою. Потім зробіть картонний макет батарей. Набагато легше переміщати порожню картонну коробку, ніж дві батареї по 14 кг. Після цього підберіть потрібне місце для їх встановлення. Бажано їх встановити якнайдалі від і якомога ближче до землі — це збільшить зчеплення на задньому колесі і дозволить знизити центр тяжіння велосипеда.

Після того, як ви знайшли відповідне місце для установки, із залізних куточків сконструюйте «піддон», до якого акумулятори будуть надійно кріпитися за допомогою стяжок або еластичних шнурів. Потім просто приваріть "піддон" до . Якість зварного шва має бути дуже високою, тому що йому доведеться витримувати досить великі навантаження. Тож постарайтеся добре приварити «піддон».

Крок 19 Електрична схема електровелосипеда.

У вас напевно виникло питання, чому досі ми не згадали про електричну схему керування двигуном електровелосипеда. Звичайно, ми не матимемо повноцінного управління з контролером на широтно-імпульсній модуляції. Так як на велосипеді є система перемикання передач, то для керування двигуном нам вистачить звичайного перемикача. Я встановив однополюсний трипозиційний перемикач на 10 Ампер від старої радіостанції. У нього три робочі позиції: вкл1, вкл2 і вимк. Як видно зі схеми вище, в режимі вкл1 працює один акумулятор з напругою 12 В, а в режимі вкл2 працюють два акумулятори з напругою 24 В. Ці дозволяє включати мотор на повну швидкість або на половину обертів. Маючи дві швидкості обертання мотора та систему перемикання передач на велосипеді, ми можемо забезпечити широкий діапазон швидкостей, що позбавляє нас необхідності купівлі дуже дорогого ШИМ–контролера.

Існує ще один варіант схеми – з трьома акумуляторами. Кожна електрична схема має свої переваги і недоліки. На верхньому малюнку показана електрична схема електровелосипеда із трьома акумуляторами, але в нижньому із двома акумуляторами. Я використав варіант із двома акумуляторами, який би й рекомендував використовувати.

Крок 20: Перша поїздка, пошук та усунення несправностей.

Це найкращий етап із усіх! Тепер, коли ви закінчили збирати електровелосипед, саме час покататися на ньому. Покличте всіх своїх друзів і похвалиться електричним велосипедом, зібраним своїми руками. Не забудьте надіти, адже якщо щось піде не так, а швидше за все так і буде, то ви ж не хочете отримати. Ви повинні морально підготуватися до невдачі — швидше за все, ваш саморобний електровелосипед не запрацює з першого разу. Може бути безліч неполадок, починаючи від поганого контакту проводів і закачуючи неправильним розрахунком передатного відношення. Перед проведенням цього випробування обов'язково запасіться різними інструментами, які будуть потрібні для усунення різних можливих несправностей:

• Від'єднання проводів
• Занадто високе передатне відношення
• Несправні акумулятори

Щоб діагностувати цю проблему, підніміть заднє колесо та увімкніть саморобний електровелосипед. Якщо покришка обертається, то швидше за все передатне відношення надто велике. Намагайтеся збільшити шків проміжного валу або зменшити шків двигуна - тим самим ви знизите передатне відношення і збільшите крутний момент, що дозволить велосипеду їхати. Якщо покришка не обертається, то або від'єдналися дроти, або не працюють акумулятори. Повністю зарядіть акумулятори та перевірте напругу на них. Напруга на повністю заряджених акумуляторах повинна становити приблизно 26 - 27 В. Крім того, за допомогою мультиметра потрібно перевірити цілісність електричного ланцюга. Від'єднайте проводи, що йдуть до двигуна, і підключіть їх до мультиметра. Увімкніть перемикач. Якщо на приладі відображаються одні нулі, тоді як на акумуляторах з'являлася напруга, то проблема полягає у проводах або перемикачі.

Велосипед їде повільно:

• Неправильне передатне відношення

Щоб діагностувати цю проблему, підніміть заднє колесо. Якщо воно обертається набагато швидше, порівняно з тим, коли ви їхали, значить передатне відношення занадто високе і його необхідно зменшити. Для цього необхідно або збільшити розмір шківа проміжного валу або зменшити розмір шківа двигуна. Якщо ж покришка обертається так само швидко, як і з навантаженням, то вам навпаки потрібно збільшити передатне відношення або за допомогою зменшення розміру шківа проміжного валу або збільшення розміру шківа двигуна.

Крок 21: Додаткові вдосконалення.

Якщо ви готові отримати трохи більше і готові вийти за рамки бюджету сто доларів, то можете додатково дообладнати електровелосипед регулятором швидкості. У моєму проекті він не є обов'язковим, тому що необхідний діапазон швидкостей можна отримати виключно за рахунок системи перемикання передач. Проте регулятор швидкостей може бути корисним. Дуже непогані контролери компанії Alltrax.

Крок 22: Математичні розрахунки.

При складанні саморобного велосипеда доведеться провести безліч математичних розрахунків. Я наведу кілька формул, якими я користувався.

((R((pi*A)/ (pi*B)))(C/D)(pi*E))*0,000946969697, де R — кількість обертів двигуна за хвилину, A — діаметр шківа двигуна, B — діаметр шківа проміжного валу, C - кількість зубів на зірочці проміжного валу, D - кількість зубів на задній зірочці (на максимальній швидкості використовується найменша зірка, а для мінімальної найбільша) і E - діаметр заднього колеса.

По-друге, слід обчислити 5/8 довжини проміжного валу. Враховуючи, що зовнішня поверхня зовнішнього кільця підшипника є найбільшим розміром каретки, вставте його та виміряйте його штангенциркулем. У мене вийшло 2,817 дюйми. Потім зніміть зовнішнє кільце підшипника і помістіть підшипник з кільцем на стіл або іншу тверду поверхню. Потім виміряйте штангенциркулем відстань від внутрішнього краю підшипника до столу. Виконайте ці вимірювання з обома кільцями. У мене вийшло 0,591 та 0,595.

Потім складіть ці два значення і відніміть це значення з найбільшого розміру, щоб отримати 5/8 довжини проміжного валу. У мене вийшло 1,631”.

Обчислити розмір підшипників дуже просто. Для цього абсолютно не потрібні математичні розрахунки. Просто виміряйте внутрішній розмір кілець і купіть підшипник, який максимально відповідав цьому розміру, по можливості широкий і бажано з центральним отвором в 0,5". Не обов'язково купувати підшипники цього розміру - їх можна обробити на верстаті з високою точністю до потрібного розміру.

Популярність такого компактного, легкого та безпечного виду транспорту, як складний електровелосипед, зростає рік у рік. Як зробити таку конструкцію своїми руками, щоб заощадити на покупці?

Переваги

Знавці стверджують, що для виготовлення модної та міцної конструкції досить трохи кмітливості, купити відповідні деталі – і вірний електричний кінь готовий. Він має масу переваг:

• на такому транспорті можна чудово пересуватися містом, повним пробок;
• на нього не потрібні права водія;
• не потрібне пальне, тільки підзарядка для електроконтролера;
• він сприяє підтримці спортивної форми завдяки м'язовій силі;
• зроблений своїми руками саморобний електровелосипед допомагає бути незалежним від магазинів та ринкових цін.

Середній агрегат досягає швидкості до 42 кілометрів на годину, а на крейсерській швидкості йде близько 26 кілометрів на годину.

Вага всього пристрою становитиме до 35 кілограм. Щоб виконати якісну та надійну модель із доступних матеріалів, варто скористатися рекомендаціями досвідчених майстрів.

Робимо колісний транспорт самостійно

З чого починається збирання всієї моделі? Для початку варто визначитися з тим, як має виглядати результат та яких цілей ми хочемо досягти за допомогою цього транспорту. Можна придбати спеціальний набір для електровелосипеда – він значно спрощує всю роботу зі збирання. Але найголовніше, що необхідно – це власне сам агрегат із потовщеною рамою, на який можна поставити електродвигун.

Знайти необхідні деталі та комплектуючі можна на розпродажах, магазинах для винахідників, на ринках з технічними товарами. Електровелосипед своїми руками за 30 хвилин зібрати цілком під силу просунутому школяру.

Основні компоненти

Зазвичай потрібний двигун на 48 вольт, міцний велосипед, який його витримає, трохи інструментів та кріплень. А також терпіння та винахідливість, готовність до технічних випробувань.

Додатково знадобляться:

• спеціальний контролер із програмованим управлінням;
• кислотні батареї для системи живлення;
• дискове гальмо (2 шт.) роторного типу, механічне;
• мопедний ланцюг;
• «зірочка» на 13 та на 66 зубів;
• перемикачі;
• запобіжники;
• кріплення для двигуна з нержавіючої сталі.

Деякі умільці вважають за краще зібрати складаний велосипед, який за секунди може перетворитися зі звичайного на вантажний або поміститися в багажнику. Розбірний варіант зручний за безліччю причин - зменшений розмір коліс, легкість перевезення у ліфті.

Суть модифікації полягає у розрізанні рами, до якої у двох місцях приварюються сполучні вузли. Вони фіксуються спеціальними болтами, гвинтами і Процедура збирання та розбирання агрегату в побуті займає менше 1-2 хвилин.

Вибір двигуна

Саморобний електровелосипед вимагає встановлення відповідної технічної надбудови, яка полегшуватиме м'язові зусилля. Основним елементом усієї конструкції є двигун. Його вибирають відповідно до потрібної напруги та сили струму. При цьому отримувана потужність має бути в районі 400 ват, тоді можна буде досягти швидкості до 30 кілометрів на годину за наявності редуктора. Дальність поїздки може досягати 30 кілометрів, залежно від потужності акумулятора.

Перед вибором моделі важливо враховувати баланс між напругою та ємністю акумулятора та напругою та ємністю движка. Наприклад, при виборі двигуна на 500 ват та 12 вольт потрібен акумулятор ємністю на 40 ампер на годину. Допустима ємність розраховується за законом Ома. При нормальному рівні розряду акумулятор прослужить довше та надійніше. Для економії енергії краще розганятися м'язовою силою, стоячи на педалях – це дозволить зберегти енергію на рівні коефіцієнта 1,2. Краще витратити заряд більш складні ділянки під час пересування: на пагорби і гірки, грунтову дорогу.

Налаштування резистора

Електровелосипед триколісний дорослий або двоколісний однаково вимагає наявності ручок газу. Змінний варіант резистора допомагає керувати зміною швидкостей та кількістю обертів двигуна. Розрахувавши потужність змінного струму, беруть відповідний прилад із необхідною напругою. На ручці гальма встановлюють контакти для розмикання - їхнє становище завжди замкнене, пропускає по ланцюгу електрику. Натискання на контакти дає розмикання та замикання ланцюга – двигун зупиняє або прискорює роботу.

Зазвичай стандартний набір електровелосипеда містить необхідні деталі для складання. Завдання майстра зробити так, щоб двигун зупинявся при тиску на ручку гальма. Для цього беруть два алюмінієві шматочки. Один встановлюють на рухомі частини гальм, другий – на нерухомі. Під'єднання цього поєднання в розрив ланцюга двигуна, який кріпиться на кронштейни шляхом зварювання, дає функціональне електричне гальмо.

Розробка схеми

Щоб зібрати електровелосипед власноруч за 30 хвилин, необхідно мінімум умінь, але обов'язково знання деяких законів фізики.

Наприклад, закон Ома, опір матеріалів чи електропровідність різних речовин. Склавши просту схему відповідно до класичних технічних вимог, можна наочно побачити прогалини в конструкції, причини можливих неполадок або можливості для подальшої модифікації.

Схема електровелосипеда включає такі елементи:

• корпус велосипеда;
• джерело струму;
• двигун;
• змінний резистор для введення у розрив ланцюга;
• батарею.

Різні схеми дозволяють удосконалити винахід і розігнати транспорт до більш високих швидкостей при тому самому акумуляторі.

Вибираємо контролер

Головна відмінність класичного автомобіля від електризованого - наявність спеціального регулюючого пристрою. Це контролер для електровелосипеда, який є коробкою, що маніпулює тягою всього агрегату. Якщо в країні є обмеження на швидкість пересування велосипедом, цей прилад допоможе встановити ліміт під час їзди. Найчастіше це 25 кілометрів на годину.

Конструкція такого датчика немає у складі електрощіток.

Але є процесор, який відстежує положення колісного магнітів обода. Контролер дозволяє оптимально розподілити навантаження на колеса, скоротити виділення тепла, а двигуну - нормалізувати зусилля з пересування без ривків.

Вироблені алгоритми руху допомагають рухатися рівномірно та з однаковою швидкістю.

Правила експлуатації

Сьогодні можна на власні очі побачити достатньо транспортних засобів, зібраних умільцями. Там виконують гірські сходження, небезпечні трюки, підкорюють ущелини. Але можна просто отримувати задоволення від гарної надійної машини, яка отримала друге дихання завдяки двигуну.

Важливо дотримуватися технології виготовлення електровелосипеда своїми руками за 30 хвилин, але не менш уважно потрібно поставитися до рекомендацій щодо правильного використання цього засобу пересування.

Не можна постійно перенапружувати АКБ перевищенням встановленої швидкості в двигуні. Також велосипед не варто ставити на сонці – акумулятор може перегрітися та втратити ємність на 80% від вихідного об'єму. Особливо небезпечні температури близько 40-45 градусів у спекотних країнах.

Електровелосипед власноруч за 30 хвилин зібрати можна досить якісно. Він прослужить багато років, якщо дотримуватись заходів безпеки та грамотно виконувати всі рекомендації.

Отже, ми з'ясували, як зробити саморобний складний електровелосипед. Як бачите, у цьому немає нічого складного.

Електровелосипед - це звичайний велосипед лише з електроприводом. Найпростіший електропривод буде складатися з джерела струму, самого двигуна і введення в розрив ланцюга змінного резистора, яким і регулюватимемо струм, а значить і швидкість обертання валу двигуна. Нижче наведено структурну схему простого електроприводу для електровелосипеда:

Це найпростіша схема електроприводу. Основним елементом електроприводу є двигун. Двигун вибираємо на необхідну нам напругу і струм, але за потужністю не менше 400 ват – якщо звичайно не хочемо допомагати педалями крутити. При 400 Вт ваш велосипед на такому електроприводі поїде до 30 км на годину з умовою того, що у вас буде встановлений редуктор, а дальність на пряму залежить від ємності акумулятора. Повернімося до двигуна. Так ось перед вибором двигуна обов'язково враховуйте співвідношення напруги та ємності акумулятора до напруги та потужності двигуна. Припустимо, ви вибрали двигун 500 ватів на 12 вольт, а акумулятор поставили на велосипед свинцевий від автомобіля. У вашому автомобільному акумуляторі 90 Ампер/година ємність.

Розрахуємо струм споживання двигуна за законом ома: струм = потужність двигуна / напруга двигуна = 500/12 = 40 Ампер. А якщо ви оберете двигун 400 ватів на 12 вольт, то струм = 400/12 = 33 А. Я радив вибрати вам другий двигун на 400 ватів, оскільки струм споживання 30 ампер, тобто. приблизно 1/3 частина акумулятора ємністю 90 Ампер/час. Такий струм розряду буде вважатися нормальним, а ваш акумулятор довше прослужить. А тепер розрахуємо кількість годин роботи обраного другого двигуна двигуна: кількість годин = ємність акумулятора струм споживання. Якщо ви розганятимете число на акумуляторі, тобто без механічного обертання педалей, то струм потрібно буде помножити на коефіцієнт приблизно 1,5-2, залежно від вашої ваги. Це буде пусковий струм Ось вийде формула: кількість годин = ємність акумулятора / (струм споживання * 1,7), Пусковий струм = струм споживання * 1,7. Якщо ви будете розганятися на педалях, а потім їхати на двигуні (до речі, так економніше), то беріть коефіцієнт близько 1,2. Адже ви не весь час їхатимете по рівному асфальту, та ще й плюс ваша вага та інші фактори.

Тепер перейдемо до акумулятора. Свинцевий акумулятор краще не ставити, так як у перших у нього велика вага, а по-друге свинцевий акумулятор боїться ударів та розтрясіння. Адже в автомобілі встановлені амортизатори, а у велосипеда просто жорстка рама. На ринку є великий вибір акумуляторів, порадьтеся з продавцем. Відразу скажу, чим вище напруга акумулятора, тим менше струм споживатиме двигун, а потужність буде та ж. Ось дивіться: ми розрахували для двигуна 400 ват 12 вольт струм: 400/12=33,3 А. Якщо у нас буде акумулятор на 50 вольт, двигун на 50 вольт і 400 ват, то 400/50=8 Ампер. Так що раджу брати акумулятор максимальної напруги, адже навіщо вам такий великий струм, щоб проходив по проводах та контактах, викликаючи нагрівання?По ідеї має бути зрозуміло, що напруги двигуна і акумулятора повинні збігатися, точніше напруга акумулятора повинна трохи перевищувати номінальну напругу двигуна приблизно на 5-10%.

Варто сказати кілька слів про ручку газу - про резистор. Змінний резистор виводиться на кермо у вигляді ручки газу або іншому вигляді, який вам зручний для регулювання обертів двигуна. Потужність змінного резистора розраховуємо. За останніми розрахунками у нас вийшов струм 8 А, знаходимо потужність змінного резистора: 8 А * 50 вольт = 400 Вт. Беремо змінний резистор на 500 ват із запасом і розрахований на струм 10 Ампер.

Тепер про ручку гальма електричного велосипеда. На неї слід встановити контакти, що розмикають. Пояснюю для тих, хто не знає, що це таке. Розмикаючий контакт - це контакт, у якого основне положення завжди замкнуте і протікає електричним струмом. При натисканні на контакт - контакт розмикається і розмикає ланцюг, струм не протікає по ланцюгу. Так ось при натисканні ручки гальма наш ланцюг повинен розмикатися, щоб двигун зупинити. Беремо 2-а шматочка алюмінію товщиною в 1 мм і встановлюємо один шматочок на рухому частину гальма, а другий шматочок на нерухому, цим ми отримали рухливий і не рухливий контакт. Підключаємо цей контакт у розрив ланцюга двигуна М1. Сам електродвигун кріпимо у будь-яке зручне місце на кронштейни, які можна зварити зварюванням, потрібно лише попросити дядька, щоб зварив. Такий велосипед не слід ставити на сонце, а саме акумулятор. Тому що при попаданні сонячного проміння акумулятор нагрівається і втрачає ємність до 50-80%. Зазвичай так відбувається, якщо температура перевищує 45 градусів.Все готове, можна заряджати акумулятор та їхати кататися. Тепер розглянемо більш удосконалену схему. Переваги цієї схеми в тому, що ви в 5-6 разів проїсте далі, ніж на попередній. І це все на тому самому акумуляторі. Схема нижче:

Що ми бачимо нового у цій схемі? У цій схемі ми бачимо другий двигун М2, який працює як генератор. Ми явно бачимо як два струми I1 і I2 живлять двигун М1, а отже акумулятор менше віддаватиме струму двигуну, що збільшить тривалість їзди на такому велосипеді. Генератор буде у нас розташований на передньому колесі і допомагати підживлювати двигун М1, який обертає заднє колесо. Щоправда вигідно? Тоді читайте далі. Головне зібрати все правильно, тому що якщо ви просто поставите бездумно це все, то у вас просто буде двопривідний велосипед, а нам потрібен другий двигун як генератор, а це означає, що двигун М2 повинен обертатися в 2-2,5 рази швидше двигуна М1, щоб виробити більше струму. Цей двигун М2 вибираємо в півтора вдвічі більше за потужністю, але на ту ж напругу. Вдвічі потужніше вироблятиме вдвічі більше струму.

Так само для збільшення вироблюваного струму, як говорилося вище, необхідно збільшити кількість оборотів М2 вдвічі стосовно М1. Для цього на двигун встановлюється якнайменше зірочка, а до колеса приварюється найбільша зірочка, при цьому чим більше буде різниця між зірками за розміром, тим вище буде швидкість обертання і тим більше струму отримаємо, а значить і довше зможемо їхати без перезарядки. Далі натягуємо ланцюг і з'єднуємо дроти згідно зі схемою. Рекомендую цей метод.Але якщо ви спробуєте рушити з місця, то у вас почнуть обертатися обидва двигуни. Тобто, при розгоні велосипед буде двопривідний, а при подоланні певної швидкості другий двигун перетворюється на генератор, який підживлює перший двигун, при цьому чим вища швидкість, тим більше струм виробляється. Це як потужний поштовх спочатку для роботи, як двигуни встановлюють пускові конденсатори. Конденсатор робить потужний поштовх для запуску двигуна, схожий механізм.

Кожній людині буде дуже важко крутити педалі під час підйому в гірку, особливо із затяжним ухилом. Не менш утомливо їздити на велотранспорті проти сильного вітру, коли навіть зі спуску потрібно докладати зусилля на педалі, щоб зупинитися. На прямих ділянках доріг, та й особливо на схилах, велосипед має одні переваги: ​​тиша ходу, немає обмеження в запасі палива, не висуваються вимоги державного транспортного обліку. Швидше за все, якби були масово доступні велосипеди з електроприводом, то легким двоколісним транспортом користувалися б у два рази більше людей.

Пристрій електровелосипеда

Щоб зібрати саморобний електропривод або встановити куплений комплект на велосипед необхідно знати призначення окремих деталей, що встановлюються. По суті електровелосипед - це звичайний велосипед, на якому додатково закріплені такі деталі:

• електродвигун;
• передавальний механізм;
• акумуляторна батарея;
• контролер;
• регулятор швидкості;
• обладнання контролю.

Електродвигун може бути колекторним, зі щітками або безколекторним, більш простим за пристроєм, але більш габаритним при рівній потужності. Раціонально встановлювати на велосипед електродвигуни потужностями в межах 150-1500 Вт. За робочою напругою електродвигуни вибираються на 12, 24, 36, 48 В. Чим вище напруга, тим нижче струм, що протікає по обмотках двигуна і проводів, що підключаються, отже, можна використовувати провідники меншого перерізу.

Своїми руками можна зібрати ремінний, ланцюговий чи фрикційний передавальний механізм.

Акумулятор зазвичай закріплюється на багажнику або в кріпленні на рамі велосипеда. Краще використовувати акумулятори, що не обслуговуються, без рідини. Свинцево-кислотні акумулятори мають більшу вагу порівняно з іншими типами акумуляторів при тій же ємності. До того ж із них витікає кислота при нахилі велосипеда. Розумно поставити батарею ємністю не більше 20 Ач, оскільки більшого об'єму батареї будуть надто важкими, щоб їх возити на велосипеді.

Контролер, заводський складання, є прямокутним блоком в алюмінієвому корпусі, для кращого охолодження. Головне призначення контролера - це змінювати величину струму живлення електродвигуна, за падінням напруги на змінному опорі в регуляторі швидкості. Регулюється струм силовими тиристорами або польовими транзисторами, їм то й потрібне охолодження під час роботи. Другі функції електронного блоку: вимірювати рівень заряду батареї, обмежувати струм заряду батареї, обмежувати швидкість пересування на велосипеді.

Регулятор швидкості є фактично змінним резистором. Для зручності цей реостат встановлюється у звичну поворотну ручку, що одягається на кермо.

До обладнання контролю належать:

• запобіжники;
• гальмівна ручка з мікроконтактом, що відключає електродвигун під час гальмування;
• фара в корпусі з вимикачем живлення, сигналом, світлодіодним індикатором рівня заряду батареї;
• датчик, що включає двигун при обертанні педалей.

Види електроприводів

Електроприводи для велосипедів бувають трьох видів:

1. Фрикційні.
2. Ланцюговий, ремінний.
3. Мотор-колесо.

Фрикційна передача

Подібний різновид електроприводу зустрічається у продажу, але великою популярністю не користується. Монтується привід у зборі з електродвигуном та батареєю на підсідельний штир над заднім колесом. Передача обертання від електродвигуна відбувається за рахунок тертя гумового ролика покришки. Здається, що в такій передачі все просто та надійно. Але такий спосіб передачі чудово працює тільки на дитячих електричних машинках та велосипедах, а для щоденного використання на великому велосипеді він є не вдалим.

У фрикційної передачі багато недоліків.

• Швидко стирається покришка колеса, що приводиться в рух.
• Необхідно підтримувати підвищений тиск у камері рухомого колеса.
• Виникає пробуксовування приводного ролика при підйомі в гірку, перевезенні вантажу, особливо при їзді мокрою дорогою або снігом.
• Тяжкий привід створює сильне згинальне зусилля на підсідельний штир і поступово ламає раму велосипеда.

Фрикційний електропривод для велосипеда має одну перевагу – простота установки. Велосипед обладнати таким приводом посильно кожній людині: достатньо закріпити пристрій над колесом, встановити ручку-регулятор і можна вирушати в дорогу.

Ремінний або ланцюговий електропривод

Такий варіант приводу багато майстрів збирають своїми руками з електромоторів від пральних машин, автомобільних стартерів, клинових ременів, ланцюгів, важких свинцево-кислотних акумуляторів.

Електроприводи з ланцюговими мають недоліки.

• Відкрита передача схильна до підвищеного зносу.
• Така передача на колесо значно галасливіша, ніж у інших електроприводів на велосипед. Особливо чути шум ланцюга, ременя при прогулянці велосипедом парком, лісом.
• Щоб підключити подібний електропривод до велосипеда, необхідно на раму помістити громіздку конструкцію для кріплення електродвигуна та провідної зірочки або шківа.

Електропривід через ланцюг або ремінь є дуже зручним, щоб побудувати саморобний електровелосипед.

1. Можна підключити ланцюговий привід до багатошвидкісної передачі велосипеда. Перемикаючи передачі, легко регулювати величину зусилля на електродвигун при підйомі в гору, проїжджаючи глибокий пісок, сніг. Коли електродвигун обертається на повних оборотах, не гуде, він споживає менше струму. Заряду акумуляторів вистачає тривалий час, якщо не перевантажувати електродвигун.
2. Можна зібрати такий електричний велосипед з ланцюговим або ремінним приводом, який зможе розвивати більшу швидкість, ніж готові заводської збірки варіанти. Розвинути рекордну швидкість на велосипеді допоможе швидкісна ланцюгова передача.
3. Вільний вибір місця встановлення електродвигуна, оскільки довжину ланцюгової та ремінної передачі можна змінювати в широких межах.

Продаються готові набори із зірочками, ланцюгом, електромотором, батареєю, зарядним пристроєм, контролером, ручкою-регулятором, які підійдуть на велосипед без амортизаторів, із жорстким хвостом (хардтейл) та повним підвісом. Тільки ціни на електронабори з ланцюговою передачею вищі, ніж комплекти електроприводів іншого виду. Велику популярність серед покупців мають набори із ланцюговою передачею тайванського виробника Cyclone.

Мотор-колесо

Найбільш поширений вид електроприводу, що є у продажу. У такому пристрої безколекторний електродвигун встановлений у маточину колеса.

Переваг у колеса з електромотором багато:

• Встановити двигун-колесо нескладно, як ззаду на раму, так і спереду на вилку.
• Можна зібрати повнопривідний велосипед, встановивши два мотор-колеса.
• Безколекторний двигун, що працює, практично не чути.
• Колесо на велосипеді з великою маточкою виглядає значно краще, ніж закріплений на рамі електродвигун.

Є кілька зауважень щодо досвіду використання мотор-колеса.

1. Не можна встановлювати колесо з електродвигуном великої потужності на алюмінієву вилку, інакше тангенційна сила обертання двигуна зламає вусик дропауту вилки. Вилка велосипеда відмінно витримує поперечну силу, спрямовану знизу нагору. Задні дропаути велосипеда розраховані на тангенціальну силу, яка зміщує колесо перпендикулярно до осі, тому на них можна сміливо ставити колесо з електромотором максимальної потужності.
2. Не можна крутити мотор-колесо із замкнутими проводами, що виходять із нього. Перше, що робить людина, взявши колесо до рук – він починає його крутити. При примусовому обертанні будь-який електродвигун виробляє електричний струм. Від статора електродвигуна виходить три товсті дроти і два або більш тонкі від датчика. Якщо при обертанні колеса ці дроти будуть замкнені між собою, то між ними проб'є іскра і зіпсує датчик.
3. Монтувати електроколесо потрібно так, щоб дроти, що виходять з його маточини, були ліворуч. Тоді колесо обертатиметься у потрібний бік.
4. У багатьох азіатських країнах існує обмеження швидкості пересування велосипедом – не більше 25 км/год. Тому у контролері передбачено блокування від перевищення встановленої швидкості. Найшвидше розігнатися не вийде, навіть прискорюючи велосипед педалями. Вимкнений контролером електродвигун працюватиме в режимі генерації, як електромагнітне гальмо.

Продається безліч наборів, які входять: зібране колесо з електродвигуном від 200 до 1000 Вт, контролер, батарея, зарядний пристрій, обладнання контролю, регулятор швидкості. Можна придбати дешевший комплект мотор-колеса на велосипед, в якому немає акумуляторної батареї, і продається не зібране колесо, а окремо втулка з мотором. Найпопулярніші електроколеса велосипед випускають фірми: Electra, Golden motor, Polariss, Yamasaki.

Потрібно сказати, що зараз немає сенсу збирати електровелосипед із підручних комплектуючих, тому що можна придбати перевірений, надійний набір електроприводу на велосипед. До того ж, можна купити готовий, красиво зібраний електровелосипед, наприклад, у таких виробників: GRACE, Izip, Sanyo Electric, Schwinn, Yamaha.