На сегодняшний день электросамокаты являются довольно востребованными. На рынке представлено множество моделей для детей. Однако для взрослых производители также готовы предложить устройства. По конструкции они довольно сильно отличаются. Также следует учитывать, что собрать электросамокат можно абсолютно самостоятельно. Однако чтобы больше разобраться в данном вопросе, необходимо изучить основных производителей устройств, а также узнать параметры наиболее интересных моделей.
Электросамокаты фирмы "Энерджи"
Рули в электросамокатах данной компании используются в основном прямые. Двигатели чаще всего устанавливаются с предельной мощностью на уровне 5 кВт. Все это позволяет максимальную скорость набирать до 10 км в час. Отдельно также следует отметить, что стартеры используются ручного типа. Непосредственно рамы устанавливаются различные. Как правило, они являются неширокими и весят крайне мало. Тормоза чаще всего применяются приводного типа. В среднем запас хода у моделей не превышает 30 минут. Обойдется хороший самокат указанной компании в районе 32 тыс. руб.
Модель "Энерджи 41A" (самокат с электродвигателем): обзор, характеристики
Данный самокат предельной мощностью способен похвастаться на уровне 5 кВт. Максимальная скорость представленного экземпляра составляет 12 км в час. Также следует отметить, что руль у него используется прямого типа. Регулировать его по высоте есть возможность при помощи гаечного ключа. База у этого электросамоката используется довольно широкая. При этом стойка изготовлена из специального сплава алюминия. Дополнительно следует отметить, что роторная коробка в этой модели надежно защищена. При этом тормозная система производителем предусмотрена приводного типа. Стоит на сегодняшний день представленный электросамокат в районе 31 тыс. руб.
Новая модель "Энерджи 36V"
Многие покупатели отдают предпочтение этой модели из-за ее компактности. Стойка в данном случае полностью сделана из алюминия. При этом накладка у нее производителем предусмотрена пластиковая. Акселерометр в данном случае используется поворотного типа. При этом стартер имеется ножной. Дополнительно следует отметить, что колеса в стандартный комплект включаются с уретановой прокладкой.
Роторная коробка в данном случае имеется довольно прочная. Подножка производителем используется сварного типа. Максимум скорость представленный электросамокат по асфальтированной дороге способен набрать 10 км в час. На рынке за него продавцы просят около 27 тыс. руб.
Мнение об устройстве Motorboard 2000XR
Motorboard 2000XR (самокат с электродвигателем) по конструкции является очень интересным для многих пользователей. Стойка в данном случае предусмотрена с круглым сечением. При этом база в стандартный комплект включается толщиной ровно 2.2 мм. Нагрузки она выдерживает довольно большие. Электродвигатель в представленном экземпляре установлен в защитной коробке. Мощность его максимум равняется 5 кВт. Все это дает возможность набирать предельную скорость 12 км в час.
Редукторная коробка в данном случае заключена в специальном кожухе. Таким образом, от механических повреждений она полностью защищена. Тормозная система производителем предусмотрена приводного типа. При этом редуктор используется осевой. В данном случае отдельно следует упомянуть о муфте. Если верить отзывам потребителей, то ее устанавливают довольно качественную, а классифицируется модификация как средней жесткости. Бендикс в этой модели имеется стального типа. В магазине за указанный электросамокат на сегодняшний день просят около 33 тыс. руб.
Модели фирмы "Мустанг"
Данная компания больше всего специализируется на производстве электросамокатов для детей. При этом модели для взрослых в ее ассортименте имеются. Рамы у них чаще всего изготавливаются из алюминиевого сплава. При этом стойки используются также стального типа. Рамы чаще всего устанавливаются не широкие. За счет этого весят электросамокаты представленного бренда немного. Отдельное внимание следует уделить мощности моделей.
На сегодняшний день устройства максимум скорости способны развивать до 1 км в час. При этом двигатели часто применяются асинхронного типа. По форме руля модификации довольно сильно отличаются. По цвету подобрать подходящую модель просто. Еще одной отличительной чертой представленных устройств можно назвать довольно качественные тормозные системы. При этом тросики в них используются очень прочные. Обойдется в среднем самокат с электродвигателем представленного бренда в районе 30 тыс. руб.
Описание самоката "Мустанг BL350"
На сегодняшний день этот самокат с электродвигателем без руля пользуется большим спросом. Тормозная система в данном случае устанавливается на заднем колесе. Стойка у этой модели производителем предусмотрена из сплава алюминия. База у представленного экземпляра используется довольно прочная. Если верить отзывам потребителей, то защитная накладка на ней практически не стирается. Аккумуляторы для этого электросамоката подходят только литиево-полимерного типа. Заряжаются они в среднем около 20 часов. На рынке за эту модель на сегодняшний день просят около 28 тыс. руб.
Обзор модели "Мустанг BL800"
Указанный самокат с электродвигателем для взрослых от прочих устройств отличается цельносварной рамой. В данном случае подножка используется стальная. При этом на базе имеется специальная накладка для лучшей устойчивости. Если говорить про двигатель, то мощность его достигает в данном случае ровно 5 кВт. Благодаря этому указанный электросамокат способен передвигаться со скоростью до 13 км в час.
Отдельного внимания в представленной модели заслуживает качество привода. В этой модификации он установлен ременного типа. Если верить отзывам экспертов, то изнашиваются шестерни в устройстве довольно медленно. Дополнительно следует отметить, что регулировать положение руля в этом электросамокате можно. Стоит он в магазине примерно 29 тыс. руб.
Отличия самоката "Патгир"
Самокат с электродвигателем "Патгир" базу имеет довольно широкую. В данном случае рама используется стального типа с круглым сечением. Дополнительно следует отметить, что акселерометр у представленного экземпляра имеется кнопочного типа. В свою очередь, привод установлен производителем цепной. Если верить отзывам потребителей, то параметр запаса хода находится на отметке 30 минут. Шины в данном случае используются с ободом двойного типа. Стартер при этом имеется ножной и включается довольно просто. Подножка у представленного электросамоката имеется цельная.
Аккумуляторы у модели применяются литиево-полимерного типа. Запасной набор в стандартный комплект входит. Если говорить про недостатки, то следует отметить слабую стойку. В данном случае диаметр ее равняется только 2.5 см. Электродвигатель в этом самокате установлен в защищенной коробке, а мощность его находится на отметке 5 кВт. Насадка на стоке используется фрикционная. Отдельно следует упомянуть о том, что редуктор производителем предусмотрен осевого типа. На рынке за этот самокат с электродвигателем просят в наше время примерно 44 тыс. руб.
Самокаты торговой марки "Разор"
Электросамокаты данной торговой марки статоры, как правило, имеют ножного типа. Приводы в данном случае используются как ременного, так и цепного типа. При этом акселерометры часто устанавливаются кнопочного варианта. Если верить отзывам экспертов, то колеса у модели в стандартный набор включаются довольно прочные. Из недостатков можно отметить только слабые базы. В некоторых случаях они имеются без накладок. Обойдется хороший самокат с электродвигателем представленного бренда в районе 47 тыс. руб.
Мнение о модели "Разор E300"
Многие покупатели представленному элекросамокату отдают предпочтения за его компактность. При этом переносить его можно довольно просто, поскольку весит он в собранном виде только 10 кг. Втулки в данном случае используются с подшипниками. В свою очередь, муфты устанавливаются средней жесткости. Отдельно следует отметить, что бендикс в данной модели отсутствует. При этом редуктор установлен довольно качественный. Если верить отзывам потребителей, то корпус у него производителем предусмотрен очень прочный и механических повреждений не боится. На раме имеется специальная насадка у этой модели. Сделана она из обычной резины. Тормозная система используется дисковая, и тросик у нее имеется гибкий. Также из особенностей следует отметить, что ширина базы составляет целых 12 см. Благодаря этому устойчивость у этого электросамоката находится на высоком уровне.
Стойка в диаметре составляет ровно 3 см. Руль в представленной конфигурации используется прямого типа. По высоте его регулировать можно при помощи гаечного ключа. Аккумуляторы в стандартном комплекте имеются свинцово-кислотного типа. Хватает их при непрерывном использовании примерно на 30 минут. Стартер в данном случае устанавливается рядом с редукторной коробкой. Электромотор у представленного экземпляра находится в специальном защитном кожухе. Стоит данный электросамокат на двух колесах в районе 48 тыс. руб.
Обзор самоката "Разор E100"
Данный самокат с электродвигателем для детей изготовлен с довольно удобной складной подножкой. Ширина базы в данном случае равняется 10 см. Дополнительно следует отметить, что акселерометр в этой модели используется стандартный. Однако привод установлен ременного типа. Запас хода у этого электросамоката находится на уровне 30 минут. Обода в данном случае используются двойные. В свою очередь, стартер имеется ножного типа.
Если верить отзывам потребителей, то аккумуляторы у представленной модели применяются довольно мощные. Подзарядка их времени занимает примерно 35 минут. Стойка у этого электросамоката установлена цельносварная. Максимальную скорость указанная модель может достичь 10 км в час. Коробка передач в представленной модификации отсутствует. На рынке за эту модель просят около 37 тыс. руб.
Описание устройства Evo F1
Самокат с электродвигателем Evo является довольно простым. Стойка у него сделана из сплава алюминия. Дополнительно следует отметить, что передняя и задняя втулка сделана с подшипниками. При этом муфта производителем предусмотрена средней жесткости. Бендикс в этой модели используется стальной, а диаметр его равен 2.3 см. Редуктор возле электродвигателя располагается осевого типа. Фрикционная насадка на раме имеется. Также из особенностей важно упомянуть о качественном стартере. Стоит эта модель на сегодняшний день 40 тыс. руб.
Модели фирмы "Вольта"
Электросамокаты представленной торговой марки выделяются довольно качественными втулками. В данном случае подшипники используются качающегося типа. В свою очередь, муфты различной жесткости. Со стабилизацией у большинства моделей все в порядке. Отдельно следует отметить, что на рынке представлено множество складных модификаций. Весят они крайне мало и в транспортировке очень просты.
Редукторы в электродвигателях чаще всего применяются осевого типа. При этом максимальную мощность они способны развивать около 12 км в час. Насадки на базе используются самые разнообразные. Тросики в тормозных системах применяются довольно прочные. При этом стойки чаще всего имеются цельносварного типа. Обойдется на сегодняшний день качественный электросамокат на двух колесах представленного бренда в районе 38 тыс. руб.
Описание устройства "Вольта Элит 800"
Большинство пользователей положительно отзываются об этой модели. В данном случае втулка установлена только у заднего колеса. Бендикс используется диаметром ровно 2.5 см. Редуктор при этом установлен коленчатого типа. За счет этого предельная частота модели не превышает 50 оборотов в минуту. Насадка на базе имеется фрикционная. Если верить отзывам потребителей, то от коррозии металла она защищает надежно.
Дополнительно следует отметить, что тормозная система установлена только у задней втулки. При этом ручка имеется довольно качественная и покрыта резиновым уплотнителем. Ширина базы в данном случае равняется 10 см. В свою очередь, высота стойки составляет 45 см. Защитное покрытие у нее производителем не предусмотрено. Аккумуляторы для электросамоката в стандартный комплект входят свинцово-кислотного типа. Если верить отзывам потребителей, то хватает их ровно на 30 минут. При этом зарядка батарей осуществляется примерно за 25 минут. Обойдется указанный самокат с электродвигателем в районе 30 тыс. руб.
Мнение о модели "Вольта Элит 1000"
Указанный электросамокат имеет множество преимуществ. База у него используется цельная и толщину имеет ровно 2 мм. Все это говорит о том, что механических повреждений она практически не боится. Однако такого про стойку сказать нельзя. Толщина металла в рулевой колонке составляет только 1.2 мм. Тормозная система в данном случае производителем предусмотрена троссикового типа.
Втулка стандартно имеется с рядом подшипников. При этом муфта используется довольно качественная, по мнению экспертов. Высокая стабилизация этого электросамоката достигается за счет широкой прокладки. При этом электромотор является полностью защищенным. Непосредственно статорная коробка резиновым кожухом оснащена. Стоит представленный электросамокат в наше время около 32 тыс. руб.
Электродвигатель для устройства
Чтобы сделать электродвигатель для самоката своими руками, необходимо заготовить коленчатый вал, ротор и редуктор с первичной обмоткой. В первую очередь подбирается блок для модели. Как правило, в данном случае используют стальной корпус. Для вала в нем проделывается небольшое отверстие. После этого закрепляется непосредственно редуктор. Чтобы подсоединить ротор к устройству, потребуется воспользоваться паяльной лампой. В конце работы останется зафиксировать и смазать вал.
Самостоятельная сборка самоката
Сделать электросамокат своими руками довольно просто. В первую очередь многие специалисты советуют подобрать базу. Для этого можно взять пластину из алюминия. При этом сталь также можно использовать. В данном случае целесообразнее взять двигатель от дрели. После этого подбирается низкочастотный редуктор.
Втулку с подшипниками придется приобрести в магазине. Диаметром она обязана быть как минимум 5.5 см. При этом муфта устанавливается в последнюю очередь. Для стартера в электросамокате потребуется защитная коробка. После установки подножки появится возможность закрепить стойку. Далее складывается тормозная система с рулевой колонкой.
Сборка модели на 5 кВт
Чтобы собрать мощностью в 5кВт самокат с электродвигателем своими руками, необходимо подобрать соответствующий мотор. После этого стандартно вырезается база для модели. Следующим шагом необходимо закрепить электромотор на ней. Для этого лучше всего использовать винты. Однако можно воспользоваться сварочным инвертором.
Далее, чтобы сделать электросамокат своими руками, нужно подсоединить стартер. Целесообразнее его подбирать ножного типа. Тормозная система уславливается только после стойки. Для этого необходимо в первую очередь провести замеры. После установки стойки приваривается непосредственно рулевая колонка. Для удобства на ней можно установить резиновые накладки.
Электросамокат – это удобное, современное и экономический целесообразное оборудование при повседневной эксплуатации, достигается путем зарядки аккумулятора обычной 220 вольтовой розеткой. Единственной актуальной проблемой является дороговизна этого гаджета, бесспорно все качественные предметы имеют высокую стоимость, что проявляется в долгосрочной работе зарядной батарей и в безопасном использовании транспортного агрегата.
Альтернативным решением стоимости дорогого оборудования является сделать «электросамокат своими руками», но «чрезвычайно важно» иметь хороший опыт и багаж знаний в разработке технических приборов такой категорий сложности. Необходимо иметь достаточные знания и понимание принципа работы электрического самоката, и главное иметь четкое представление и уверенность в своих возможностях.
Сборку электросамокатов можно проводить на базе конструкций различных агрегатов. В большинстве случаев используются двухколесные оборудования:
- передвижные средства на основе гироскутеров, далеко не дешевый вариант, но достаточно легкий в переделки в части подключения электробатарей);
- оборудования, работающие на основе двигателя охлажденных радиаторов, такие можно приобрести у мастеров по разбору автомобилей. Сложность заключается в механической конструкции, но на выходе получиться мощных агрегат.
Для удобства можно разработать электросамокат со сидением, что будет очень удобным при долгосрочной эксплуатации. В этих целях понадобиться сама рама, но которую необходимо соорудить стойку со соединением. После сбора конструкции каркаса, собирается передача скорости, закрепление колеса, установка аккумулятора и монтаж двигателя. Оптимальный и бюджетным вариантом будет соорудить электросамокат на основе разобранного электрошруповерта, управление будет обеспечено за счет мопедной ручки, которая крепиться на курку и тросик от шруповерта. Для выполнения крутящегося момента самого колеса, используется цепная двухшестеренчатая жесткая передача с фрикционной насадкой.
Для выполнения рамы берется швеллер из алюминия или стали, сиденье можно взять с велосипеда, колесо подойдет от любой коляски или мотороллера. Вариации с аккумулятором могут быть разные: в зависимости от стоимости литиевые или из свинца. Мощность батарей должна быть на уровне 12 вольт каждая. Как варианта можно снять аккумулятор из электрического вертолета или старой дрели.
По сути помимо вышесказанных запасных частей, пригодиться еще болты размеров М8 и М10, тумблер с подачей электричества на 10 ампер.
Алгоритм сборки самодельного электрического самоката будет следующим:
- Замер несущей рамы с подбором алюминиевого профиля.
- Крепление опорной балки к раме самоката с помощью болтов и гаек размеров М8 и М10.
- С задней стороны самоката проделываются отверстия для установки двигателя.
- Внутри втулки монтируется муфта колеса.
- Вдоль оси колеса крепится и стягивается болтами хомут, а под рамой устанавливается пластиковый короб внутрь которого протягивается провод.
- На основании протянутого провода формируется электрическая цепь, которая позволяет переключать двигатель и аккумулятор.
Главная примечательная черта такого самодельного самоката является переносная батарея, которая находится в рюкзаке управляющего самокатом. Соединение осуществляется через протянутый кабель.
Практика самодельных самокатов показывает, что для успешного выполнения работы необходимо приложить не маленький объем усилий и возможно получиться сэкономить не так много средств, как это ожидается в начале работы.
В этой статье я расскажу как в домашних условиях сделать мощный двигатель для самоката или детского электромобиля с высоким КПД и простой контроллер к нему.
Первое что вас шокирует это то, что в этом двигателе не будет железа. Не нужно нарезать пластины статора или ротора на лазерном оборудовании, собирать в пакеты и подгонять всю конструкцию к микронной точности. Это обычно мешает обычным людям создавать самим двигатели. Вы удивитесь насколько проста конструкция и не поверите полученным от нее характеристикам.
Обычно вбивая в поиск на ютубе например "электродвигатель своими руками" вы видите катушку и магнит и это вращается и все знают, что да это работает, но кпд там ничтожный и нормальную тягу создать не может. Но, все ошибаются, на самом деле используя правильно катушку и магнит можно сделать мощный двигатель с высоким кпд.
С чего все начиналось. Когда-то просматривая патенты на двигатели я обратил внимание на двигатель из катушки внутри которой вращался длинный магнитный стержень закрепленный на валу, такая конструкция не приобрела распространение по причине низкого кпд из за слабых магнитов которые были в то время и немного неправильной конструкции. Забегая наперед скажу какой должна быть идеальная конструкция двигателя - магнит сферической формы закрепленный на оси полюсами перпендикулярно оси вокруг него располагается круглая катушка квадратного сечения (через нее проходит ось поэтому можно ее разделить на 2 части и разместить ближе к оси) - все - конструкция готова, остается закрепить все в корпусе и получится двухтактный двигатель. Правда найти такой магнит в продаже мне еще не удавалось но если все начнут делать такие двигатели то скоро появятся.
Сейчас в продаже есть магниты цилиндры диаметрально намагниченные с отверстием по оси, они почти идеально подходят (лучше на сейчас нету), стоят они в общем не дешево но все равно дешевле готовых двигателей раза в 2-5, самые крупные внутри катушки с током (15А 100-200 витков) руками не провернуть уже (за магнит не за ось, а за ось и плоскогубцами не провернуть). Первое опасение мое было когда я запускал такой двигатель на самокате - было, не порвет ли он случайно зубчатый ремень при старте. То-есть понимаете что это уже не те игрушечные двигатели с катушкой и магнитом что вы видите на ютубе.
Теперь о КПД, оказалось все очень просто и предсказуемо, когда магнит цилиндр (сфера) повернут полюсами к виткам катушки то сила магнитного поля действует на магнит по касательной то-есть перпендикулярно к радиусу создавая максимальный вращательный момент а когда он повернут полюсами по оси катушки то момент равен нулю а это означает что в таком положении если подать на катушку ток он весь 100% пойдет в нагрев и кпд вращения = 0%, а когда он повернут полюсами к катушке то кпд максимум и зависит от установившегося тока при определенной нагрузке. Например если в этой точке при напряжении питания 10в установился ток 1А то полное сопротивление (активное + реактивное) = 10 Ом и если при этом сопротивление самой обмотки 1 Ом то кпд в той точке 90% (ну и соответственно если сопротивление обмотки 0,1 Ом то кпд 99%). Вывод - обмотка должна быть с как можно меньшим сопротивлением и запитывать ее нужно в тех точках где кпд максимальный их однозначно нельзя запитывать когда магнит повернут вдоль оси или почти вдоль оси так как это 90-100% потери (нагрев). И в этом можно убедится если собрать простой драйвер на 2х ключах (схема в конце статьи) и подать управление от микросхемы с почти любого куллера с 4мы выводами (контроллер управления куллером с встроенным датчиком холла и 2мя выходами которые обычно подключают напрямую к обмоткам). КПД будет на уровне 55% (максимум 72,2% минус потери на сопротивлении зависит от нагрузки на двигатель). Вы уже наверно поняли как нужно повышать КПД, сокращать угол запитки со 180 град до 90 - 45 - 30 - 15, чем меньше тем кпд ближе к 100% но снижается тяга. Где разумный предел, получается при 180 угле потребляем 100 вт отдаем в нагрузку 50-70 вт, если сократить угол до 90 то потребляем 50 вт а отдаем в нагрузку 37 - 44 - (максимум 89,97% - потери) кпд выше но отдаваемая мощность ниже при том же напряжении питания, 120 град (будет аналогично 3хфазному теоретический максимум 86% - потери на активном сопротивлении). Нужен двигатель с большой равномерной тягой и кпд 95%? Запросто - берете 6 магнитов на одну ось со смещением угла катушек или магнитов по 30град получаем 6ти фазный 12 тактный двигатель (аналог 12 цилиндровому двс) с кпд до 97.2% который также можно перепрограммировать на любой другой угол фазы и жертвуя кпд поднимать тягу еще в 2-3 раза при необходимости.
Эскиз ниже показывает конструкцию двигателя и размещение датчиков холла (в примере датчики холла разведены от середины катушки на угол 45 градусов что дает 90 градусов угол запитки обмоток, когда полюса магнита находятся максимально близко к виткам катушки)
Мой двигатель однофазный двухтактный с углом запитки 110 град выдал кпд 87% на скорости 13 км/ч с нагрузкой 92 кг по ровной дороге при этом обмотки заклеенные в закрытом деревянном корпусе за час непрерывной езды нагрелись аж до 41 градуса при среднем потреблении двигателя 88 Вт. Две обмотки по 125 витков в параллель проводом диаметром 0,83 мм, магнит 65 диаметром, 30 высота, внутренний 18 мм ссылка . В сумме меди 260 грамм из расчета на 260 Вт. Мой вес 85 кг (самокат 8кг с двигателем и батареей, легче только из карбона), питание 10х Samsung INR18650-25R = 87 Вт/час (42В максимум с отводом от середины, 2.5 А/ч) мне полного заряда хватает на ~15 км по ровной дороге.
Изначально использовался 1 датчик холла (но я уже тогда знал что это большие потери так как делал такие двигатели и раньше), так двигатель на холостом ходу потреблял 42 Вт (1 А на каждую половину батареи, итого 2*21 или 1*42) и за 2 минуты нагревался до 50 градусов (это без нагрузки), установка 2х датчиков холла снизила ток холостого хода в 10 раз! и он составил 100 мА (4,2 Вт) и греться он перестал. На максимальной нагрузке (езда в горку) ток достигал 6 ампер (>250 Вт) и обмотка разогревалась так что больше пары минут нельзя было ездить а после установки 2х датчиков холла и подачи питания на обмотки только в нужные моменты, согласно рисунку выше, полностью решило проблему перегрева (значительно подняло кпд) и ток при заезде на ту же горку упал в 2 раза (130 Вт)
И так магниты с катушками запакованы в корпус, вал (болт М6 100мм на котором гайками с бортиком, зажимные для колес, через шайбу и резиновую прокладку зафиксирован магнит) закреплен в немагнитных стальных подшипниках (это в идеале, но я использовал обычные дешевые стальные но сила магнитного поля такая что крутятся они с трудом, поэтому лучше сразу нержавейку ставить) и самое главное как его теперь запустить. Я использовал самый простой вариант одна катушка и один магнит - самый дешевый вариант и для самоката подходит идеально, естественно так как запитываем только 90 - 120 градусов сектор на такт то остается незаполненные тягой сектора и стартовать такой двигатель будет с толчка, но это же не вентилятор а двигатель для самоката, оттолкнулся, включил двигатель и поехал, все просто. Если же нужен автопуск то минимум нужно делать 2х фазный 4х тактный, такой поставил в детском автомобиле.
Контроллер
Фраза "шим регуляция" у меня ассоциируется с потерями, запитывать нужно постоянным током чтобы избежать потерь переключения на ключах и не греть диоды в ключах, в общем контроллер может работать с кпд 97% и выше если забыть про шим, а скорость лучше регулировать напряжением питания (например у меня в самокате она фиксированная 13 - 18 км/ч в зависимости от веса ездока). Запитка обмотки двумя тактами возможна или мостом но тогда потери всегда на 2х ключах или полумостом с питанием с отводом от средней точки, выбран именно такой вариант так как в 2 раза уменьшает потери на ключах (всегда катушка включена только через 1 ключ). Еще из плюсов такого полумоста то что обратная эдс при отключении катушки сливается через 1 диод в противоположное плечо и потери на диодах тоже в 2 раза меньше то-есть больше энергии вернется в конденсатор / аккумулятор так же и с рекуперации от скатывания с горки. В итоге получаем полумост + драйвер полумоста + схема управления.
Схема управления
Использование одного датчика хола не дает возможность управлять углом в котором запитывается обмотка, поэтому нужно минимум 2 датчика расположенные таким образом чтоб получать включение обмоток в нужном диапазоне, проще всего сделать угол 90 град (для этого нужно разнести датчики на 45 градусов от витков катушки в обе стороны) тогда пары датчиков хватит на 4 такта (используем только 2 из них для однофазного) . Каждый датчик возвращает 2 позиции которые означают видит ли он северный или южный полюс, так вот когда оба видят северный включаем один ключ, когда оба видят южный второй, при использовании микросхем от куллера - реализуется логикой 2или-не, на входы двух логических элементов подается питание через сопротивления на выходах при этом 0, микросхемы куллера коммутируют входы логических элементов на ноль, когда оба входа на нуле на выходе 1 - включается 1 ключ, и так же когда на втором логическом элементе оба входа на нуле включается другой ключ. Все просто. Учитывайте при выборе микросхемы драйвера куллера (датчик холла) что они есть с защитой от остановки и без, для двигателя поддержки как у меня на самокате лучше использовать с защитой он запустится только при начале езды, но для двигателя который должен стартовать сам нужно выбирать без защиты и делать ее если необходима другим способом (защита от перегрузки по току например).
Микросхем логики у меня не было потому заменил транзисторами. Схема подключения драйвера мосфетов по даташиту.
Отладка двигателя
Хочу отметить важные моменты которые уберегут детали контроллера от случайного выжигания. Дело в том что обратная эдс с катушки очень коварная штука, она может спалить всю электронику и драйвер и микросхемы с датчиком холла. Для предотвращения таких ситуаций обязательно должны стоять конденсаторы по входу питания в которые сливается обратная эдс с катушки (через защитные диоды в мосфетах) при случайном отключении батареи, минимум 1000 мкф 50В с низким esr. Также для предотвращения попадания выбросов высокого напряжения на выход драйвера через обратную емкость мосфета, обязательно в цепи затвор исток должен стоять стабилитрон на 13-15В (что ниже допустимого напряжения затвора 20В но выше управляющего напряжения с драйвера 12В).
При первом включении обмотку лучше подключать через сопротивление ограничивающее максимальный ток (10-50 Ом), переворотом датчиков холла добиваемся вращения в нужную сторону. Также перемещая датчики можно найти позиции где потребление на холостом ходу будет минимальным и работа двигателя тихой. Сильно уменьшать угол запитки не стоит (< 90 град) для двухтактного двигателя, хоть потребление будет и ниже на холостом но создать достаточную тягу будет сложнее так как в меньшие промежутки времени придется вложить больше мощности а это дополнительные потери на контролере и батарее.
Цена
- болт (вал), гайки и шайбы (фиксация магнита и подшипников), немагнитные шурупы (нержавейка, для скручивания корпуса) < 2$
- корпус (брус 1,5м х 80 х 20) = 1,3$
- зубчатые колеса и ремень = 8$
- магнит = 50$
- платы и все детали < 10$
- 10х Samsung INR18650-25R = 38$
Итого, электрификация самоката обошлась в ~110$
Плюсы и минусы
Плюсы:
- двигатель вращается без какого либо сопротивления, что не мешает поездке на самокате как на обычном при отключенном питании
- малый вес
- высокая эффективность
Минусы:
- нельзя устанавливать такой двигатель вблизи магнитных материалов (приведет к залипанию ротора, использование в корпусе железных болтов тоже недопустимо, только нержавейка или клей)
- нельзя устанавливать очень близко с массивными токопроводящими материалами (торможение вихревыми токами, идеально использовать раму из пластика, дерева, карбона тогда можно ставить где угодно)
- придумайте и напишите в комментариях (низкая скорость не катит, можно поднять напряжение, меня устраивает скорость для езды по пешеходным дорожкам)
Больше фото
Прижатие ремня для большего сцепления с зубчатым колесом
Первые включения (еще с 1 датчиком холла и пониженным напряжением питания 2х8В) максимальная скорость 3-5 км/ч
Настройка положения датчиков (катаемся, меряем потребление, переклеиваем датчик холла ищем оптимальный вариант) на фото оптимальный
Мощным аккумулятором… И внушительной стоимостью. Да, есть эконом-варианты, но можно ли потратить ещё меньше? И если да, то как сделать электросамокат своими руками?
С чего начать?
Определитесь с тем, на базе чего Вы будете делать своего железного коня. Есть три хороших, многократно проверенных, варианта:
- Из шуруповёрта . Дрели и шуруповёрты удобны тем, что из них очень легко вытаскивается батарея для подзарядки. Кроме того, у большинства моделей есть несколько скоростей, что тоже немало;
- Из гироскутера . Очень хороши с точки зрения подключения батареи и управления, но достаточно дороги;
- Из двигателя охлаждения радиатора . Пожалуй, самый тяжёлый с точки зрения реализации вариант, зато мотор довольно мощный и почти бесплатный (найти подходящий двигатель можно на любом авторазборе).
Если у Вас нет большого опыта работы с такими задачами, мы рекомендуем делать электросамокат своими руками из шуруповёрта.
Передача
Выбрали двигатель? Теперь важно решить, как Вы будете передавать от него крутящий момент на колёса. Доступны следующие варианты передачи:
- Цепь;
- Фрикционная насадка;
- Две шестерни;
- Жёсткая передача.
Опять же: если большого опыта нет, ставьте цепь. Вариант спорный, потому что цепь может слетать и , но в реализации так будет проще всего.
Колёса
Какое колесо будет ведущим: заднее или переднее? Если выбираете заднее, будет проще с монтажом, если переднее, самокат будет лучше управляться. Мы советуем всё-таки заморочиться с подключением переднего колеса, это стоит того. Сами колёса можно взять самые обычные, с пластиковыми дисками. Хорошо подойдут колёса от садовых тележек.
Рама
Рама делается из обычных стальных труб. Профилированной стали толщиной 2.5 миллиметра будет вполне достаточно для того, чтобы сделанный своими руками электросамокат выдерживал нагрузку до 100 килограммов.
ВАЖНО: Если Вы делаете электросамокат не совсем с нуля, а на базе обычного - не моторизованного - скутера, вопросов с рамой и колёсами у Вас не будет. Просто выбирайте из прочных и устойчивых моделей: совсем изящные могут оказаться не готовы к серьёзным нагрузкам.
Аккумулятор
Не берите тяжёлые свинцовые батареи! Вам, скорее всего, не удастся аккуратно убрать их под деку, и аккумулятор просто сломает весь баланс Вашего скутера. Если делаете на базе шуруповёрта, вопросов нет - используйте родную батарею - если нет, смотрите на для электрических вертолётов, тех же дрелей и тому подобной техники.
Также Вам понадобятся
- Провода;
- Кнопка или тумблер включения;
- Пластиковый короб для аккумулятора;
- Крепёж (как правило, это болты и гайки).
Использовать сварку или тому подобные технически сложные методы крепежа совсем не обязательно.
Как сделать электросамокат своими руками?
Лучшим выбором будет перед началом работ посмотреть видео на Ютубе. Ищите конкретно сборку скутера на базе выбранного Вами двигателя и с выбранной Вами передачей - есть ролики почти по всем существующим вариантам.
И, в любом случае, Вам потребуется какой-либо опыт работы руками. Идеально, если Вы уже работали с электрикой и металлом. Если опыта нет никакого, настоятельно рекомендуем найти партнёра по сборке или хотя бы консультанта - человека, который сможет посмотреть Вашу идею и проект, дать свои комментарии по нему.
Если делать всё аккуратно, электросамокат своими руками обойдётся всего в 5-7 тысяч рублей, а значит, Вы сможете заметно сэкономить. Успехов в сборке!
В интернете сейчас присутствует достаточно . Но их стоимость зачастую не всем по карману. Как известно, самый дешевый способ получить какую-либо вещь – это создать ее собственными руками, используя только исходные материалы, подручный инструмент и б/у детали других устройств.
Вот небольшая пошаговая инструкция о том, как собрать собственный электросамокат своими же руками с минимальными вложениями.
Скутер рассчитан на максимальную скорость около 30 км в час, будет иметь около 3 лошадиных сил и сможет ехать на одном заряде примерно 18-20 км.
Шаг 1: Детали и инструменты
Ниже представлен базовый набор наиболее важных используемых компонентов (деталей) и необходимых инструментов. Насколько это возможно, максимально запаситесь б/у деталями от различных электрических приборов, которые зачастую пылятся на вашем чердаке или в гараже.
Как сделать хороший , и что вам для этого понадобится:
Детали:
Инструменты:
Шаг 2: Подбор базы для скутера
Изготовление нового самодельного электрического самоката необходимо начинать с основы – рамы бывшего обычного скутера. Подойдет основа от любого классического скутера Razor, особенно передняя и задняя подвески колес, в которых используются пружины и амортизаторы, а не резина, при этом он имеет более элегантный . Переделка обычного самоката в электросамокат – это самый простой способ, но возникнет проблема с местом для подвесного оборудования.
Колеса вряд ли получится использовать старые. Они, как правило, всегда стерты, а подшипники разболтаны или сломаны. Так что базовые колеса придется купить новые (лучше со сменными шинами). Подбирая раму и колеса, учтите, что будущая конструкция должна возвышаться на 10-15 см от поверхности земли при смонтированных колесах.
Шаг 3: Задняя подвеска
Чтобы разместить хорошие колеса, понадобится собрать совершенно новую заднюю подвеску из алюминия. Тут пригодятся несколько дешевых амортизаторов от горных велосипедов с силой пружин примерно 250-300 кг/см. Подобные детали в большом количестве продаются на специализированных рынках/магазинах, так же их много и на интернет аукционах. Опоры для амортизаторов выполняются из 1/4″, двух 2″ и 1″ U-образного канала алюминия.
Шаг 4: Вилка
Как и задняя подвеска, вилка и передняя подвеска также подвергнутся значительной модернизации из-за новых колес. Тут также можно использовать пружины и амортизаторы из вилки горного велосипеда для создания новой пары амортизаторов с шарнирами на каждом конце.
Такая конструкция намного проще и надежнее телескопической вилки. Переднее колесо при такой конструкции можно легко центрировать перед осью рулевой колонки. Очень важно установить колесо немного выдвинутым вперед – это значительно увеличит рулевые характеристики. Не бойтесь поднять переднюю часть скутера еще на пару сантиметров, если это понадобится.
Шаг 5: Колеса
Чтобы зафиксировать колеса на остальной части самоката, нужно изготовить собственные оси из 1/2 » резьбовых стержней (шпилек) и соответствующих гаек. Внутренний диаметр колесных подшипников подойдет 5/8″, поэтому, чтобы получить 1/2″ ось, которая будет плотно прилегать к подшипникам, понадобятся соответствующие подкладки. Производители электросамокатов выполняют свои детали уникальными, неподходящими для других моделей. Поэтому выбор колес у вас будет довольно большой.
Гайки привинчиваются друг к другу, пока их фланцы не прижмутся к внешней стороне подшипников колеса. Чтобы зафиксировать распорки на месте, дополнительно навинчивается вторая гайка. Чтобы зафиксировать каждое колесо на раме, используются еще четыре гайки.
Шаг 6: Коробка передач
Поскольку моторы CIM, которые мы планируем использовать, являются относительно высокоскоростными двигателями с малым крутящим моментом, необходима коробка передач, чтобы снизить выходную скорость двигателей до приемлемого уровня. Самодельный электросамокат, выполненный своими руками, не сможет работать без коробки передач: это не игрушечная машинка, тут нужно обеспечить плавный старт.
В принципе, подойдет любая двухступенчатая коробка передач. Опять же, подбираем б/у за минимальную цену. Вырезаем редукторы, чтобы избавиться от как можно большего количества потерянного пространства и полностью убираем корпус, чтобы получить 3-моторную коробку передач с одним выходным валом.
Редуктор устанавливаем на скутере, используя оригинальные отверстия для болтов, встроенные в коробку передач, и некоторые детали из алюминиевого уголка, прикрепленные болтами к раме скутера. Наконец, к выходному валу прикрепляется 21 зубчатая звездочка для цепи №35.
Шаг 7: Натяжитель цепи
Самой сложной частью будущего электрического самоката в плане монтажа и последующей настройки является натяжитель цепи. Из-за его местоположения, при сжатии подвески скутера, эффективная длина цепи между звездочкой на коробке передач и звездочкой на заднем колесе увеличивается. Он должен сохранять (компенсировать) дополнительную натяжку цепи. В дополнение к натяжителю цепи, скутеру потребовалась и холостая звездочка.
При движении по неровной поверхности, прыжках или незначительных ударах корпуса, цепь может слетать с задней звездочки. Чтобы этого не происходило, придется выточить специальный ограничитель. Построить электросамокат своими руками из обычного шуруповерта не выйдет: слишком маленький вращательный момент.
Шаг 8: Тормоз
Двигатели и приводные цепи – это конечно хорошо, но возможность вовремя остановить свой самокат еще важнее. Поскольку роторы дисковых тормозов – это просто большие вращающиеся металлические диски, прикрепленные к колесу, то можно просто использовать ведущую звездочку колеса в качестве дискового тормоза.
Необходимо будет построить суппорт для захвата звездочки из алюминиевого блока. Для этого используем алюминиевый U-образный канал, две тормозные колодки, пружины и несколько болтов. Колодки можно брать абсолютно любые – это гоночный болид.
Правую тормозную колодку закрепляем на стержне, который проходит через суппорт, пружины и алюминиевую раму подвески. Поскольку пружина расширяется посередине, тормоз неактивен, и при необходимости тормозной кабель тянет две половинки суппорта в направлении друг к другу так, что они оба движутся к звездочке и сжимают ее с обеих сторон, обеспечивая торможение.
Шаг 9: Руль
Для большего и уверенного контроля нам понадобится более широкий руль, ведь колеса у нас будут достаточно широкие. Легко подойдет практически любой руль как от советской модели, так и от современных горных велосипедов.
Фиксируем его на рулевой колонке, предварительно отрегулировав зажим алюминиевой скобой с болтовой затяжкой. Если руль будет довольно толстым, то в нем с легкостью можно разместить дроссель и датчик холла.
Шаг 10: Рама (основа)
Как сделать электросамокат из самого обычного самоката? Оригинальная рама от стандартного Райзер скутера будет довольно мала. Ее можно использовать как основную площадку для крепления дополнительной поверхности из облегченных материалов. Это обеспечит больше места для подвешивания компонентов, таких как батареи. Новую поверхность можно выполнить из углеродного волокна или высокопрочного пластика – это значительно увеличит ее износостойкость. Новую основу привинчиваем сверху старой, винтами из нержавеющей стали с потайной головкой.
Шаг 11: Монтаж и подключение электроники
Контроллер электродвигателя устанавливаем на лицевой стороне коробки передач на максимально близком расстоянии от алюминиевого угла рамы, чтобы оставить как можно больше места для батарей. Главный выключатель питания прикрепляем болтами непосредственно к палубе скутера, в то время как держатель предохранителя и сам предохранитель прикрепляем болтами к нижней части рамы (можно использовать алюминиевый угол или канал). Лучше использовать плавкий предохранитель на 200А, так как такой ток является пиковым током двигателя.
Все электрические соединения должны быть подключены с помощью прочных соединительных токопроводящих разъемов. Схемы электросамоката своими руками и чертежи подключений можно легко найти в интернете для различных типов двигателей, коробок передач и аккумуляторов любой мощности.
Шаг 12: Аккумулятор
Для максимального облегчения веса всей конструкции и запаса энергии оптимальным вариантом будет использовать литиевые полимерные батареи 5 Ah (например LiPo от HobbyKing).
При таком объеме достаточно будет 8 батарей, еще одну берем как запасную. В крупных партиях часто попадаются бракованные элементы. Их конечно можно будет потом заменить в магазине на новую батарею, но лучше сразу взять с запасом. В итоге мы получим батарею с характеристиками примерно в 60В и около 600 Вт выходной мощности.
Шаг 13: Держатель батареи
Сборка для электросамоката своими руками не будет завершена без прикрепленной к нему батареи. При этом необходимо продумать возможность быстрой замены источников питания. Чтобы установить батареи на раму скутера, сооружаем небольшую алюминиевую или пластиковую коробку.
Лучше конечно использовать поликарбонат и обклеить его углеродным волокном для большей прочности. Фиксировать коробку нужно обязательно болтами с потайной шляпкой, чтобы при движении ее головка не цеплялась за ноги и не выступала на поверхности рамы.
Шаг 14: Завершающий этап сборки
Финальным этапом будет сборка и спайка всей конструкции вместе. Для этого используем шуруповерт с битами, рожковые ключи и отвертку. Плотно затягиваем все болтовые соединения, дважды их проверяем.
На этом примерно все – сборка электросамоката своими собственными руками закончена, можно отправляться на первые полевые испытания, после чего дорабатывать или усовершенствовать полученную модель.
Видео
