Электродвигатель самоката ситикоко

Автор BMM 23.01.2019 0 Коментарий

Электрический двигатель (электродвигатель) у двухколёсного CityCoco установлен непосредственно в заднем колесе, из-за чего получил название мотор-колесо. Он бесщёточный бесколлекторный и не имеет никаких трущихся элементов, за исключением подшипников, расположенных на оси. Таким образом, мотор-колесо является надежной, рассчитанной на долгую эксплуатацию конструкцией. Оно состоит из:

  1. железного статора с медными обмотками, который и является собственно электромагнитом - это самая дорогая часть двигателя; 
  2. ротора с неодимовыми магнитами, который является частью самого колеса и вращается вокруг статора;
  3. датчиков холла или транзисторов, которые позволяют определить положение колеса относительно оси;
  4. подшипников, на которых осуществляется вращение. 


Подшипники, как и датчики холла, имеют довольно длительный срок службы, но даже в случае выхода их из строя стоят совсем недорого и относительно легко меняются. Неодимы являются самыми мощными из когда-либо разработанных магнитов. Сила сцепления неодимовых магнитов позволяет им удерживать вес в 50-100 раз превышающий их собственный. В обычном состоянии такие магниты теряют не больше 1% своей намагниченности за 10 лет, что свидетельствует о их высокой стабильности. Но они не устойчивы к высокой температуре и теряют свои свойства при перегреве двигателя. Поэтому мотор-колесо прослужит долго только в условиях правильной эксплуатации.

 

Почему же происходит нагревание электродвигателя и как избежать его перегрева?

 

Электродвигатель имеет такой параметр, как номинальная мощность. Это мощность, при которой он работает долгое время и не нагревается до высоких температур. Как правило, это мощность, потребляемая электрическим скутером (электрическим самокатом) при движении на максимальной скорости, при условии, что вес пилота вместе с пассажиром не превышает допустимый.

Второй параметр мощности электрического двигателя - это пиковая мощность, которая в некоторых случаях может значительно превышать номинальную. Для электродвигателя с номинальной мощностью 1000W она обычно равняется 1800W. Пиковая мощность – это мощность, при которой двигатель может работать непродолжительное время без последующего разрушения. Выход на пиковую мощность нужен для того, чтобы в нужный момент Вы смогли выехать на крутую гору, резко ускориться в экстренной ситуации и так далее.  Если злоупотреблять превышением допустимой нагрузки на электроскутер, то пиковая мощность превратится в постоянную и это может привести к падению коэффициента полезного действия (КПД) электрического двигателя, как следствие - потере свойств неодимовых магнитов и перегоранию обмоток статора. Если коэффициент полезного действия электродвигателя, к примеру, 80%, то это значит, что остальные 20% подаваемой на него мощности уходят на разогрев железного сердечника. Соответственно, 200W из 1000W будут тратиться на нагревание, что не так много для такого объема железа. Но не стоит забывать, что КПД электродвигателя меняется в зависимости от скорости вращения. При этом производители указывают максимальный КПД на определенных оборотах.

Рассмотрим следующий пример:

- Многие говорят: «у меня очень сильно греется двигатель, несмотря на то, что я езжу в самом щадящем режиме, не превышаю даже 10 км/ч». И это одно из самых распространённых заблуждений. Для наиболее эффективного использования энергии рекомендуется ездить со скоростью выше 50% от максимальной. При снижении числа оборотов коэффициент полезного действия электродвигателя падает. Поэтому вероятность перегреть двигатель наивысшая не в момент движения на высокой (максимальной) скорости, а при движении на маленькой скорости, если при этом он испытывает большую нагрузку. Коэффициент полезного действия двигателя имеет наименьшее значение при холостых оборотах. Однако и это не так сильно перегружает и перегревает двигатель. Следует обратить внимание, что КПД значительно снижается в момент старта с этого самого холостого хода при низких оборотах. В этом случае двигатель с номинальной мощностью 1000W потребляет пиковую мощность 1800W, из которых 70% (1260W) уходит на его нагрев. Это также случается при резком старте с места, подъеме на крутую гору, при езде в глубоком песке и тому подобных случаях. «А как же и где тогда ездить?» – спросите Вы. Ведь у нас нет идеально ровных дорог, иногда нужно ускориться, что бы кого-то обогнать, а в деревнях и вовсе зачастую дороги из песчано-гравийных смесей. В стандартных условиях эксплуатации не избежать выходов двигателя на пиковую мощность и ничего страшного, если он испытывает такие нагрузки. Главное, что бы они не были долговременными.

 

Многочисленные тесты показали, что для разогрева типичного двигателя до критической температуры нужно от 10 до 20 минут  непрерывного пребывания двигателя под нагрузкой (зависит от температуры окружающей среды и степени той самой нагрузки). При обычной езде электрический скутер не испытывает критических нагрузок, но любителям экстремальной езды следует быть осторожными. Также, обязательно контролируйте давление в покрышках. Езда со спущенными покрышками значительно увеличивает нагрузку на двигатель, что может привести к его перегреву. Стандартное давление в шинах в районе 1,5 атмосфер. Однако оно может быть в районе 1 атмосферы при эксплуатации одним пилотом с весом не более 70 кг,  и не менее 2 (до 2,5) атмосфер при постоянной эксплуатации вдвоём и общем весе 150 и более кг.

 

Вывод: обращайте внимание на температуру электродвигателя после повышенной нагрузки - экстремальная езда, езда вдвоём, преодоление крутых подъемов… При этом не так страшен короткий подъём в крутую горку, как длительная затяжная езда в горку с меньшим углом, когда двигатель долгое время работает под нагрузкой. Температуру двигателя можно контролировать прикосновением руки к колесному диску. Он должен быть теплый. Если двигатель нагрелся так сильно, что Вам некомфортно держать руку или Вы вовсе не можете прикоснуться к диску, нужно обязательно дать ему остыть и в дальнейшем эксплуатировать электросамокат в более щадящем режиме. Помните: при постоянных перегревах электродвигателя (нагревании выше 100 градусов), его срок службы может значительно сократиться. Также может сгореть один либо несколько витков обмотки статора, что вовсе выведет Ваш двигатель из строя.

 

Какие же всё-таки двигатели устанавливаются на современные электрические самокты CityCoco? 

 

Ситуация с электродвигателями, устанавливаемыми на электрические самокаты CityCoco от различных производителей похожа на ту, которая сложилась с литий-ионными аккумуляторными батареями (описывали ранее в статье http://electrodrive.by/news/Chto_skryvaet_akkumulator_CityCoco). В Китае масса заводов, которые производят множество различных вариантов электродвигателей в типичном корпусе. Самой дорогостоящей частью является железный статор, который в паре с обмотками является электромагнитом, а также неодимовые магниты. И вот здесь при производстве электромотора могут возникать варианты для экономии и дополнительного зарабатывания денег. А при недостаточном соотношении количества железа в статоре к мощности двигателя, его КПД уменьшается.

В качестве примера возьмем самый распространенный на сегодняшний день двигатель CityCoco на стандартном колесе, размером 8 дюймов. До недавнего времени в большинстве случаев эти двигатели выпускались с мощностью 1000W. Ширина неодимовых магнитов в таких двигателях должна соответствовать 50 мм. Однако с целью экономии некоторые недобросовестные производители устанавливают статор и магниты шириной 40 мм.

Такой двигатель потребляет энергию, как 1000-ваттный, а по тяговым характеристикам проявляет себя, как 800-ваттный. Неэффективное использование мощности уходит на нагрев обмоток и вероятность их перегорания значительно возрастает. 

В большинстве случаев «количество железа» на брендовых двигателях можно узнать по серийному номеру на самом колесном диске. Толщина магнитов соответствует толщине железного сердечника, измеряется в миллиметрах и обозначается буквой H. Во всех наших электросамокатах используются брендовые двигатели крупных китайских производителей: Weite Motor и QS MOTORS (один из лучших брендов – устанавливается на CityCoco EectroDrive Harley LUX). Первые имеют четко нанесённый и легко различимый номер, который состоит из буквенных и цифровых символов, обозначающих вольтаж, толщину неодимовых магнитов, мощность двигателя и собственно серийный номер производства. Вторые имеют обязательное литьё или теснение фирменного знака (логотипа) и голографическую наклейку. 

В последнее время всё чаще стали встречаться электромоторы с мощностью 1500 и даже 2000 Ватт.

 

При этом 8-ми дюймовое мотор-колесо, которое устанавливается на CityCoco с номинальной мощностью 1000W, должно иметь ширину магнитов и статора 50 мм, с номинальной мощностью 2000W – 60 мм. Разница в стоимости двигателя c 5 и 6 сантиметровым статором в районе 100 условных едениц, не считая покупки более мощного контроллера. Поэтому не стоит «вестись» на дешёвую цену при заявленном мощном электродвигателе. Как правило, в этих случаях реальность далека от характеристик озвучиваемых продавцом. Некоторые недобросовестные производители и продавцы под видом 2000W подают обычный 1000-ваттный двигатель в паре с более мощным контроллером, меняя лишь одну цифру на корпусе мотора. Такой двигатель действительно будет потреблять 2000W и ехать несколько лучше, чем стандартный «киловаттник», но далеко не так, как самокат с настоящим 2000-ваттным двигателем. При этом его КПД значительно ниже и его очень легко сжечь при нагрузках. В таких случаях практически всегда китайцы не указывают толщину магнитов на корпусе колеса, так как обман легко всплывёт при вскрытии двигателя. А поскольку толщина магнитов не указана, то и обмана якобы нет. А то что стоит цифра 2000W, так это пиковая мощность. И доказать обратное невозможно.

 

А как же быть с двигателями мощностью 1500W? Здесь ситуация несколько иная. Следует помнить, что на мощность электромотора также влияет и намагниченность самих магнитов. Мы расписали характеристики двигателей с учетом того, что при использовании статора шириной 5 см чаще всего используют самые слабые магниты с индексом намагниченности 35 и электрический мотор с таким статором имеет реальную мощность 1000W. При использовании магнитов с индексом намагниченности 45, такой двигатель может иметь  реальную мощность около 1500W. Такой же индекс намагниченности должен быть и в настоящих 2-х кВт двигателях с шириной статора 6 см.  Иначе они не смогли бы обеспечить постоянное движение на скорости свыше 50 км/ч. В случае, если магниты стоят слабые, то либо максимальная скорость будет ниже, либо такой двигатель очень быстро выйдет из строя – сгорит обмотка статора.

 

Однако проверить намагниченность неодимовых магнитов практически невозможно, и зачастую многие недобросовестные производители пользуются этим в своих целях для зарабатывания денег.

 

Поэтому в большинстве случаев при покупке электрических самокатов CityCoco при выборе двигателя с той или иной мощностью приходится полагаться на добропорядочность продавца, а тот в свою очередь должен быть уверен в качестве завозимой им техники и полагаться на добропорядочность производителя.

 

В конце 2018 года массово начали применяться двигатели 1500-2000W в 10 или 12-ти дюймовых легкосплавных алюминиевых дисках. Они имеют презентабельный внешний вид и менее подвержены перегреву. К слову сказать, 12-ти дюймовый диск всегда ставился на модель CityCoco ElectroDrive Harley LUX. Но он имеет низкий профиль и самокат более чувствителен к различным неровностям дороги. А сейчас 10-ти дюймовый литой диск получил лидер продаж среди двухместных электрических самокатов марки CityCoco ElectroDrive - SMD X8. Использование этого двигателя позволило увеличить запас хода и динамику.

Разные заводы в Китае  выпускают такие двигатели в различных по внешнему виду корпусах, но начинка как правило у всех одинаковая. Здесь добросовестные изготовители применяют неодимовые магниты со степенью намагниченности  45, что соответствует 1500W. При параметре намагниченности 40, мощность не будет соответствовать заявленной и будет в районе 1200W. 2000W достигается в сочетании с дополнительными витками обмотки. Данный тип мотор-колеса способен выдержать такие нагрузки, так как двигатель установлен в алюминиевом диске и имеет дополнительную площадь охлаждения. На практике, он греется даже меньше, чем 8-ми дюймовое мотор-колесо.

 

 А сейчас постараемся кратко описать преимущества и недостатки каждого электрического двигателя.

 

1000W 8-ми дюймовое мотор-колесо является отличным выбором для тех, кому не нужна высокая скорость, и скутер не будет подвергаться большим нагрузкам. При соблюдении условий эксплуатации на таком моторе можно добиться максимальной дальности пробега. Контроллер в паре с таким двигателем выдаёт  пиковую мощностью 1800W. А при больших нагрузках пиковая мощность может превратиться в постоянную, что недопустимо, так как для него  это превышение номинальной мощности на 80%.  Обмотка статора таких двигателей может гореть при неправильной эксплуатации. Чтобы предотвратить это при превышении номинальной температуры, необходимо вовремя остановиться и продолжить движение только после остывания электромотора.

 

А вот с мощностью двигателя в 1500W при аналогичных условиях эксплуатации Вы будете чувствовать себя куда более гораздо уверенно. Ключевой здесь является фраза: «при аналогичных условиях эксплуатации». Однако более мощный двигатель даёт нам возможность пользоваться повышенными характеристиками самоката (будь-то старт с места, разгон, скорость) и мы, как правило, начинаем этим злоупотреблять и быстрее разряжаем батарею, а следовательно снижаем дальность пробега на одном заряде.

 

2000W 8-ми дюймовое колесо имеет значительно выше запас мощности, и используется в паре с контроллером 2000W. Превышение номинальной мощности всего на 20%, а не на 80% как в случае с 1000W двигателем. Случаев перегорания обмотки у таких двигателей фактически нет.  Но при этом возможен перегрев контроллера, особенно, если сделана дополнительная герметизация и отсутствует его обдув.  Последнее может привести к оплавке проводов и выходу контроллера из строя.

 

2000W 10-12-ти дюймовое колесо имеет выше КПД на низких оборотах, из-за более длинного рычага, более резкий старт до 15 км/ч, и меньше греется благодаря большому алюминиевому колесному диску. Однако при длительных перегрузках также существует проблема выхода из строя контроллера. Поэтому всегда следует помнить, что электрический самокат – это не спортивный байк и не следует пытаться выжать из него максимум возможного. Эта техника хоть и имеет очень хорошую динамику, предназначена в большей степени для спокойной размеренной езды.

 

Итак, подытожив, можно сказать следующее: в этой статье мы провели краткий обзор выпускаемых на сегодняшний день электродвигателей для самокатов CityCoco. Постарались осветить их технические характеристики и основные проблемы. Однако модели электрических самокатов постоянно совершенствуются, а с ними могут изменяться и электрические двигатели. С каким же двигателем выбирать свой электроскутер в конечном итоге решать Вам. Мы лишь можем посоветовать: во избежание каких-либо проблем, не приобретайте технику у непроверенных продавцов, торгующих единичным товаром, либо не имеющих техники вовсе и обещающих привезти «за дёшево»  либо «в те же деньги» точно такой же, но с более мощным электродвигателем. Разочарование  от езды на электросамокате с электромотором с характеристиками не соответствующими заявленным и затраты на ремонт или приобретение нового мотора будут гораздо большими, чем радость от экономии при покупке.

 

Если Вы покупаете CityCoco ElectroDrive в нашем магазине в Минске, Вы можете выбрать любой тип двигателя с подходящими Вам параметрами. При этом не стоит бояться каких-либо проблем, так как вся техника находится на гарантии и соответствует заявленным характеристикам.

 
 
 
 
 
 

 

 

 

Оставить комментарий