Велосипед с двигателем от стиральной машины своими руками - АвтоКлуб Toyota
Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Велосипед с двигателем от стиральной машины своими руками

Двигатель от стиральной машины на велосипед

Из числа необычных применений двигателя от стиралки самым необычным можно считать превращение его в мотор для велосипеда. Мотор для велосипеда из стиральной машины – звучит более чем экстравагантно, а выглядит совершенно исключительно. О том, возможно ли изготовить данный «технический артефакт» и как это сделать, читайте в данной публикации. Предупреждаем сразу, проект технически сложный и довольно затратный, так что, если не уверены в своих силах, лучше не начинайте.

История еще одного электровелосипеда своими руками

Предисловие


Все началось в прошлом году, когда я стал все чаще и чаще ездить на работу на велосипеде, т.к. ожидания в автомобильной толпе, после рабочего дня, момента приезда домой стали напрягать все больше и больше. Путь на велосипеде от дома до работы занимал по времени почти также как и на машине. Но с учетом того, что путь проходил большую часть по дорогам, на которых практически отсутствовало движение автомобилей, вдоль прибрежной полосы водохранилища и живописной аллеи, в которой в утренние часы проводили разминку спортивно-ориентированные люди, а берег украшали зевающие рыбаки с удочками – езда на велосипеде доставляла еще и моральное удовлетворение от любования за всем происходящим вокруг.

(много картинок)

Единственным недостатком, омрачающим поездки на работу была горка, протяженностью около 300 метров с довольно крутым подъемом, при въезде на которую приходилось сбрасывать на низшие передачи и прикладывать значительные усилия. Следствием этого являлось не комфортное состояние перед началом рабочего дня в офисе.

Родилась мысль оснастить свой велосипед двигателем, который бы помогал в трудные минуты. Изучив довольно много видеороликов на YouTube, форум сайта endless-sphere.com и другие ресурсы об электрификации в домашних условиях велосипеда, в голове сформировалась картина решения поставленной задачи. Осталось только реализовать.

Мысль о покупке готового набора с мотор-колесом на переднем приводе казалась мне банально простой, а также две другие причины: малая развиваемая мощность (до 500 Вт) и дороговизна – сыграли не в ее пользу.

Акцент был сделан на задний привод и использование бесколлекторного двигателя. КПД такого решения, казалось, должно быть выше, чем использование переднеприводного мотор-колеса.

Уже имея небольшой опыт в радиомоделизме, я решил использовать для реализации своей задумки компоненты от HobbyKing, как основные при постройке электровелосипеда. Механику же было решено использовать ту, которую легко достать в любом авто- или веломагазине.

Компоненты


Для постройки электровелосипеда использовались следующие компоненты:

HobbyKing
Автомагазин

Шкив генератора ВАЗ-2108, 4 шт. (500 руб.)
Ремень генератора ВАЗ-2108, 2 шт. (200 руб.)

Веломагазин

Фривил (150 руб.)
Втулка, 2 шт. (500 руб.)
Цепь (150 руб.)
Переключатель передач (300 руб.)
Звезда 52T (300 руб.)

Строительный магазин

Алмазный диск 150 мм (150 руб.)
Винты, гайки, шайбы (150 руб.)
Алюминиевый профиль 20×10 (100 руб.)

Итого 7300 руб.

Изготовление (механика)


Так как электровелосипед я планировал построить заднеприводным, для передачи крутящего момента на заднее колесо решил использовать цепную передачу, а для увеличения коэффициента передачи поставить звезду с большим числом зубьев.

Изначально я планировал вырезать звезду с нужным количеством зубьев с помощью лазерной резки в какой-нибудь мастерской, но поиски готового 3D-шаблона нужной конфигурации заняли много времени и ни к чему путному не привели. Заказ же резки вместе с изготовлением дизайнером шаблона выливался в копеечку (около 1500 руб.). Это ставило на нет основной принцип задуманной идеи – минимизация расходов на заказные и использование доступных готовых недорогих компонентов.

Поэтому в веломагазине (веломастерской) была приобретена самая большая звезда 52T, снятая с кассеты. А для крепления ее к втулке заднего колеса в строительном магазине куплен алмазный диск для болгарки подходящего диаметра (15 см). Центральное отверстие диска пришлось расточить сверлом и напильником до нужного диаметра втулки заднего колеса. Крепление этой конструкции к заднему колесу выполнено тремя болтами к спицам. Желательно для крепления использовать “ушастые” гайки, которые хорошо цепляются за спицы, а также автоконтргайки (с вкладышем). Звезду следует отбалансировать на крутящемся колесе, чтобы не было биений в разные стороны.

Для предотвращения передачи крутящего момента на двигатель с вращающегося колеса я использовал фривил на 16 зубьев, который легко купить в любом веломагазине. Проблема в том, что он предназначен для использования с более крепкими цепями и стандартные узкие цепи на него не садятся. Чтобы это стало возможным надо зубья фривила немного обточить по бокам. Я использовал для этого ручную бор-машинку с насадкой из точильного камня. 10 минут и все готово – напильником это растянулось бы надолго.

Так как фривил предназначен для накручивания на заднюю толстую втулку он имеет внутреннюю резьбу большого диаметра и для крепления его к передаточной втулке (с диаметром резьбы 10 мм) необходим переходник. Такой переходник я тоже смог найти в веломагазине. Он продавался в комплекте с втулкой черного цвета и я не знаю для чего она нужна. На фото представлен второй такой же переходник, который был с другой стороны с обратной резьбой.

Для натяжения цепи от фривила до ведомой звезды заднего колеса я использовал стандартный недорогой переключатель скоростей. Конфигурация натяжителя получилась, конечно, не самой удачной, но в целом он выполняет свою роль, а ничего лучшего я придумать не смог.

Для поэтапной передачи крутящего момента с двигателя на фривил я использовал две переходных втулки с установленными на них шкивами под клиновой ремень генератора ВАЗ-2108. Вся конструкция крепится с помощью алюминиевых профилей на раме велосипеда.

UPD. Рама не должна быть из композитных материалов вроде карбона, т.к. она должна быть монолитной и без повреждений для сохранения прочности. В противном случае рама может лопнуть. Не рекомендуется также использование алюминиевых рам. Лучше всего использовать как у меня стальную раму.

Читать еще:  Двигатель 409 и 406 в чем разница между

Переходные втулки тоже не обычные. У них значительно больше диаметр плоскостей, куда крепятся спицы. Это позволило прикрепить их к алюминиевым профилям. Для этого дырки под спицы немного рассверливаем под винты M3.

Шкивы для ремней имеют бОльший внутренний диаметра, чем диаметр резьбы переходной втулки, поэтому для исключения неточной установки шкивов я наматывал на резьбу втулки изоленту слой за слоем до диаметра отверстия шкива, а для фиксации под гайки использовал шайбы диаметром 30 мм.

В принципе, можно использовать одно передаточное звено клиноременной передачи. Запаса мощности двигателя хватит для езды по прямым дорогам и небольшим склонам. Но для уверенной езды по песку и в горки лучше использовать два звена. Каждое звено имеет кратность около 2x. Тем самым увеличивая в 2 раза передаваемый на колесо крутящий момент.

Изготовление (электрика, электроника)


Контроллер двигателя я прикрепил с помощью стяжек к одному из алюминиевых профилей, прикрепленных к раме, используя для лучшего контакта термопасту. Это позволяет лучше отводить тепло от контроллера и в процессе езды чувствуется как профиль и рама в окрестности контроллера нагреваются. С другой стороны контроллера, где установлен его радиатор, я аккуратно срезал ножом термоусадку и пристроил маленький вентилятор от старого процессора Intel 586. Хотя, по опыту эксплуатации он оказался не нужным.

Для управления мощностью двигателя я использовал серво-тестер, переведенный в ручной режим управления. Для питания серво-тестера и вентилятора охлаждения используется микросхема L7805 (КРЕН5А).

Поначалу, я отпаял с серво-тестера переменный резистор и поместил его рядом с правой рукояткой на руле. Оказалось, что такой способ плавной регулировки мощности имеет свои недостатки. Особенно неудобно им пользоваться в экстремальных ситуациях, когда приходится резко тормозить, когда рука перемещается на рычаг тормоза, а двигатель продолжает выдавать крутящий момент на тормозящее или даже блокированное колесо.

Поэтому, я упростил схему и сделал миниатюрную герконовую кнопку “газ в пол” (без фиксации) под большой палец правой руки, при нажатии на которую, двигатель начинает выдавать максимальную мощность. Для исключения резких рывков поставил на вход серво-тестера делитель напряжения на двух резисторах и конденсатор на 100 мкФ. Тем самым обеспечил плавное увеличение и уменьшение оборотов двигателя при нажатии и отпускании кнопки “газ в пол” примерно за 0,5 – 0,7 секунды.

На руль поставил ваттметр для контроля напряжения аккумулятора и измерения “расхода” запасенной в аккумуляторе емкости. Аккумулятор расположен в застегивающейся на молнию подседельной сумке. Тем самым убил двух зайцев – аккумулятор легко снимается для подзарядки и во время эксплуатации находится в замкнутом кожухе безопасности, на случай нештатного выхода из строя.

На левую рукоятку на руле поставил герконовую кнопку (без фиксации) для звукового сигнала отпугивания пешеходов. В качестве сигнала применил пьезокристаллическую автомобильную сирену — свистелку. Она вполне нормально себя чувствует при кратковременной работе на напряжении 22 В (аккумулятор 6s). Только громче чем на 12 В.

Итоги


Опишу несколько преимуществ и недостатков примененных решений. По порядку.

Цепная передача на заднее колесо имеет довольно длинный пробег, что приводит к слету цепи с фривила при движении по ухабистой дороге. Для избегания этого пришлось городить некое подобие направителя цепи перед фривилом из куска алюминиевой полоски и пластикового ролика. Так как цепь при движении бьется об него это создает неприятный громкий стучащий звук. По хорошему надо ставить натяжитель или успокоитель цепи перед фривилом, но пока не придумал как.

Крепление задней ведомой звезды к колесу не самое надежное. Есть вероятность повреждения спиц или соскакивания крепления звезды со спиц. Такое один раз уже было, когда я применял обычные гайки. После этого я поставил “ушастые гайки” и автоконтргайки. Текущую втулку лучше поменять на втулку с креплением для дискового тормоза и большую звезду посадить на его место. Но т.к. диаметр звезды гораздо больше дискового тормоза, я не уверен, что расстояния до рамы хватит для свободного вращения.

Клиновая передача усилия от двигателя до фривила по началу работала достаточно приемлемо. Однако КПД такого решения оставляет желать лучшего. При увеличении натяжения ремня увеличивается нагрузка на подшипники переходных втулок и двигателя, что приводит к повышению износа и сил трения, а отсюда понижению КПД передачи. При уменьшении натяжения ремни при высоких нагрузках (старте с места, движении в гору) начинают проскальзывать, и это тоже ведет к понижению КПД. Найти баланс крайне сложно. Применение поликлиновых шкивов проблематично из-за их громоздкости. Лучшим решением видится использование зубчатой ременной передачи.

Управление мощностью двигателя как в первом варианте с помощью переменного резистора, как я уже писал, часто неудобно. Использование кнопки “газ в пол” часто неоправданно, т.к. бывают моменты, когда необходимо ехать медленно и плавно. Схема движения “газ в пол – разгон – выбег на нейтралке” хоть по расходу емкости аккумулятора практически сравнима по эффективности с движением при постоянной работе двигателя, имеет немаловажный недостаток – проскальзывание клинового ремня при разгоне. Зато в режиме “газ в пол” ощущаешь всю мощь, установленную под своим сиденьем.

Ну и, не принципиально, но все же, звук работающего двигателя и двигающейся цепи при открытой конструкции часто пугают прохожих. Если кто из моделистов знает, как свистят бесколлекторные движки, тот поймет.

Несколько интересных фактов


Исходя из диаметров шкивов клиновой передачи (150 мм и 80 мм) и количества зубьев фривила и звезды на заднем колесе (16 и 52) получаем, что общее передаточное число равно 11,4. Это не очень много и не хватает для резвого заезда в гору, приходиться помогать ногами. Поэтому на двигатель я поставил керамический шкив от стиральной машины (купленный на барахолке) диаметром 64 мм. Это позволило увеличить передаточное число до 14,3. При напряжении батареи 22,2 В максимальная теоретическая скорость будет 45 км/ч. С учетом сопротивления воздуха и потерь мощности в передаточных звеньях, похоже на правду, т.к. по прямой я разгонялся до 40 км/ч.

Читать еще:  Что может случиться при запуске двигателя в мороз

Аккумулятора емкостью 5000 мАч (22 В) хватает на 30 минут езды и 8-10 км пути при средней скорости 18 км/ч и ускорениях до 40 км/ч. Еще раньше, когда у меня стоял аккумулятор 2200 мАч (11 В) мне его также хватало на 8 км пути, но при максимальной скорости 18 км/ч, средней 14 км/ч и помощи двигателю педалированием при движении в гору.

Максимальный ток, потребляемый двигателем при разгоне в режиме “газ в пол” около 60 А. Таким образом, выдаваемая мощность около 1250 Вт, что в несколько раз выше чем у большинства продаваемых мотор-колес. Разгон до 40 км/ч по прямой не более 10 сек.

В текущей конфигурации я отъездил в прошлом сезоне с июля по октябрь почти каждый день на работу при суточном пробеге около 20 км.

(Прошу прощения за грязь на некоторых фотографиях 🙂

UPD. Добавил предупреждение о риске переделки рамы не из стали.

Для изготовления этого транспортного средства с мотором нужно купить:

  • Электромотор (в данном случае Briggs and Stratton).
  • Контроллер аналогичный Alltrax AXE 300А.
  • Ручку газа (в нашем случае — Magura 0-5K Ohm).
  • Аккумулятор свинцовый, в который входит четыре батареи 12В, 21А/ч.
  • Тормоз типа Avid Bb7 160мм дисковый.
  • Цепь #35.
  • Две звездочки: ведущая и ведомая (соответственно с количеством зубьев 13 и 66).
  • 300-амперный предохранитель.
  • Для замены каретки потребуется опора для мотора из нержавейки.

Источник питания

Вначале необходимо понять, сможет ли коллекторный электродвигатель от стиралки производить работу на постоянном токе? Поскольку аккумулятор, который будет являться главным источником питания электродвигателя велосипеда, выдает постоянный ток, а стиралка и ее элементы подключаются к переменному напряжению (обычная сеть 220 Вольт).

Как правило, каких-то сложностей с этим не возникает. Помимо этого, привод от стиральной машинки на постоянном токе работает намного эффективней, в отличие от переменного напряжения, что, безусловно, является преимуществом.

Дальше нужно подобрать подходящий аккумулятор. Здесь могут появиться определенные проблемы, так как требуется 7-9 мощных батарей, которые трудно закрепить на велосипеде по причине их больших размеров и массивности.

Наилучшим вариантом будет установка 8 небольших аккумуляторов от мотоцикла, которые потребляют 12 Вольт. То есть получается напряжение 96 В. Но появляется проблема – даже эти аккумуляторные батареи занимают немало места, при этом много весят.

Поэтому целесообразней всего равномерно их установить на велосипедной раме, обвешав ими транспортное средство как елку украшениями.

Это условие может добавить проблем:

  1. Иногда приходится дополнительно усиливать велосипедную раму, так она сможет выдержать повышенную нагрузку. То есть с этим конструкция получается более увесистой.
  2. Потребуется приваривать к велосипедной раме 8 специальных крепежей для аккумуляторов, чтобы они прочно крепились.
  3. В прямом смысле необходимо обвешать полностью раму проводами. Так соединяются батареи с электродвигателем стиральной машины.
  4. Также нужно заново приводить в порядок «красоту» транспортного средства, то есть перекрашивать велосипедную раму практически полностью.

Ветрогенератор из двигателя стиральной машины своими руками: пошаговая инструкция сборки

Подбираем материалы

Основа будущей конструкции – электродвигатель стиральной машины мощностью не ниже 1,5 кВт. Речь идет об исправной конструкции, а не о сгоревшем моторе. Также потребуются:

  • Ротор с лопастями, которые будут вращаться благодаря силе ветра. Конструкцию лопастей несложно изготовить собственными руками из подручных материалов: фанеры, листового металла и т. д.
  • Набор неодимовых магнитов – 32 шт. по 0,5, 1 или 2 см.
  • Редуктор, «отвечающий» за скорость вращения генератора.
  • Защитный кожух, исключающий любое климатическое воздействие на внешние элементы конструкции.
  • Аккумулятор, заботливо собирающий и накапливающий энергию для работы бытовой техники в безветренный период.
  • Инвертор для трансформации постоянного тока в переменный.
  • Мачта для установки конструкции на открытом пространстве.

Если вы надумали удивить родных собственноручно изготовленным ветрогенератором из мотора от стиральной машины, не спешите бежать на ближайший рынок за покупками. Большую часть перечисленных устройств и материалов легко найти в старой бытовой технике, вышедшей из употребления и пылящейся в подвале или на балконе. Это экономит ваше время и дополнительно снижает себестоимость будущего генератора. Исключение – неодимовые магниты, заказать которые лучше на Алиэкспресс или в обычных магазинах по продаже электротехники и радиотоваров. Инструменты, что должны быть под рукой во время работы: отвертка, ножницы и плоскогубцы, а также дрель или шуруповерт, которые во время тестирования устройства будут играть роль ветра.

Собираем каркас

С ротора двигателя снимаются сердечники, на которых прорезают пазы на 5 мм вглубь. Затем сердечники закрывают жестяным покрытием и приступают к укладке неодимовых магнитов. Вначале их необходимо разметить и затем – последовательно разложить на полосе жести с учетом взаимного притяжения соседних магнитов. Крепление осуществляется с помощью подходящего суперклея, гарантирующего надежное соединение металлических элементов.

Обратите внимание: при конструировании ветряка из двигателя стиральной машины важно соблюдать расстояние между соседними магнитными элементами. Сила притяжения неодимовых магнитов настолько велика, что даже крепление суперклеем не сможет удержать их на месте. А слипание элементов негативно отразится на рабочей мощности нового генератора.

Над созданием крыльчатки с хвостовиком и лопастями придется потрудиться. Главное – правильно изготовить лопасти, чтобы они легко вращались под воздействием ветра. Отличным решением будет стеклопластик – плотный и легкий материал, отличающийся долговечностью и не боящийся климатических сложностей российской погоды.

Читать еще:  Где находиться датчик температуры двигателя на опель инсигния

После укладки и приклеивания жестяной лист с магнитами укладывают на ротор, заполняя промежутки холодной сваркой или эпоксидной смолой. Окончательное шлифование поверхности наждачной бумагой – и каркас генератора полностью готов.

Моделируем редуктор

Для ветрогенератора из помпы от стиральной машины рекомендован вертикальный редуктор. Его главное достоинство – способность свободно вращаться на мачте вместе с лопастной конструкцией. Конечно, вес дополнительного устройства несколько замедлит скорость вращения. Зато редуктор, ограничивающий число оборотов лопастей, «позаботится» о том, чтобы во время ураганного ветра пропеллер не вышел из строя.

Согласно приведенной схеме:

  • на мачту 7 надета основная шестерня 5;
  • по кругу приварены арматурные отрезки С;
  • подшипники с шестернями Б надеты на арматуру;
  • малая шестерня А контактирует с шестернями Б;
  • шестерни Б контактируют с зубцами корпуса редуктора 11.

Проверяем работоспособность устройства

Два провода, ведущие к обмотке двигателя, подключают к выпрямителю, а выпрямитель – к контроллеру, к которому подсоединен аккумулятор. С помощью дрели или шуруповерта устройство запускают в работу на скорости около 1000 оборотов в минуту. Щупы вольтметра подводят к аккумулятору и измеряют полученное напряжение. Показатель в 200-300 В свидетельствует об отличной работоспособности устройства.

Обратите внимание: если уровень напряжения невелик, вероятно, была допущена ошибка при установке магнитов. Если вы твердо решили достичь цели и собрать рабочий генератор, устройство придется переделать или сделать по-новому.

Изготовление мачты для установки ветрогенератора

Надежно установить ветрогенератор из помпы от стиральной машины поможет высокая мачта. Оптимальное решение – стальные трубы диаметром около 32 мм, сравнительно легкие и прочные. Несколько отрезков, последовательно соединенных сваркой, легко превратятся в высокую мачту длиной около 10 м. Ее окрашивают в белый или другой светлый цвет и монтируют крепления из уголков, надежно удерживающие конструкцию в вертикальном положении. Готовую мачту можно поставить на «ненужную» опору освещения или иной другой свободный столб, который когда-то установили, но пока не нашли ему достойного применения. При отсутствии столба придется самостоятельно продумать и изготовить опору для мачты, способную выдержать вес работающей конструкции.

  • Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора
  • Прорыв в использовании ветровой энергии
  • В Роттердаме планируют совместить ветровую турбину и отель
  • Инновационный ветродвигатель «Альбатрос»

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Велосипед Hot Wolf для сборки электровелосипеда

Итак, если вы находитесь на этой странице сайта, то скорее всего вы задались вопросом как собрать электровелосипед своими руками? И могу с уверенностью сказать, что вы нашли то что искали и если в точности повторите все этапы как я покажу по мере сборки, то у вас будет качественный и недорогой электровелосипед, но для этого конечно надо потратить энную сумму денег.

Собирать электровелосипед будем не из самых дешёвых компонентов, но и не из дорогих, так скажем золотая середина. И так как практически все производится в Китае то и заказывать будем из Поднебесной, но, впрочем, и по месту можно заказать все компоненты, но это будет на 30, а то и на 50% дороже нежели если закажем с Китая, и для этого надо набраться немного терпения и подождать доставки, благо празднование Китайского нового года закончилось, и они работают в обычном режиме.

9 Комментарии

Что за дебилизм. На двигателе от стиральной машины от 13000 до 18000 оборотов! Он что хочет вертолёт сделать?Ав тора в психушку срочно!

Автор, с какого бодуна у тебя редуктор стал повышать или понижать мощность .

Дебилизм не в оборотах, на фото электро двигатель асинхронный, обороты у него максимум 1490 в минуту , это при двух пар полюсов , при одной паре полюсов обороты будут 2850 в минуту , то-есть чуть менее зооо об/мин и в первом случае 1500 об/мин, частоты вращения магнитного поля. А то, что вы упоминаете,-это для двигателей постоянного тока, коллекторных
с последовательным возбуждение. для коллекторных двигателей характерно что он и могут работать как от переменного так и постоянного тока, пример все электродрели. На фото электродвигатель переменного тока, для стиралки с мощностью примерно 250-280 ватт и с такими-же размерами коллекторный двигатель будет мощностью 1500-2200 ватт. Дебилизм в том что автор просто только увеличивает на выходе обороты через редуктор при этом потеряет мощность на выходном валу,- потери в редукторе. Чтобы изменить характеристики асинхронного двигателя: обороты необходимо увеличить частоту например 500Гц., обороты возрастут в 10 раз, конечно необходимо увеличить и напряжение. чтобы сохранить потребляемый мотором ток, (при увеличении частоты для индуктивных нагрузок, уменьшается электрический ток) и при таких измененных параметрах частоты и напряжения, при сохранении тока в прежних величинах, увеличится и мощность примерно в 10 раз. Такое возможно при питании асинхронного электродвигателя от частотного преобразователя.

Это действительно двигатель от стиральной машины. У меня точно такой. по его технической характеристике при работе с регулятором оборотов он может выдавать от 480 до 17 000 оборотов в минуту. Это двигатель однофазный коллекторный переменного тока, а ни какой ни асинхронный.

Этот двигатель развивает 13000 оборотов в минуту и он коллекторный.

или он не смыслит в том о чем пишет, или считает себя слишком умным

Так какие ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ улучшены?

А подключить плату на TDA1085 для поддержания мощности на валу не слабо ?

Схемой на TDA 1085 (+ симистор) поддерживается не мощность на валу, а постоянство оборотов на валу вне зависимости от нагрузки, так же эта схема даёт возможность регулировки скорости вращения ротора двигателя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector