Главная Растаможка Что такое Шкондин двигатель? Уникальные мотор-колёса Шкондина Первые шаги шкондина по изобретению мотор колеса.

Что такое Шкондин двигатель? Уникальные мотор-колёса Шкондина Первые шаги шкондина по изобретению мотор колеса.

Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель – мотор-колесо – изобретение ученого Василия Васильевича Шкондина. Несколько десятков лет тому назад казалась совсем невероятной возможность переоборудования обычного велосипеда в электрический при помощи небольшого набора электрокомпонентов, и потому стоит отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался активным внедрением в транспортную промышленность своего главного изобретения – импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.

История трудовых достижений человека, не единожды получавшего награды за изобретения, касаемые электротранспортных технологий, заслуживает особого внимания наших читателей. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. 14 апреля 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше – всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке. Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея – подобная разработка просто не могла быть забыта. Тогда почему же мотор-колеса начали использоваться лишь в габаритных транспортных средствах и немного обошли стороной велосипеды? Неужели двухколесные транспортные средства не заслуживали внимания? Дело в том, что конструкторам того времени было довольно сложно добиться сочетания высокой производительности велосипедного мотор-колеса и его малого веса. Как правило, мотор-колеса, встречающиеся на транспортных средствах XІX века, были довольно громоздкими, но в принципе, с весом не особо приходилось заморачиваться, ведь устанавливались эти электромоторы на довольно большие, увесистые средства передвижения. Совсем же другое дело крохотный велосипед... В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.

Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Василиевичу Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, сотрудник Института русского языка им. А. С. Пушкина, журналист по образованию В. Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.

Изобретение В.Шкондина было поистине революционным, ведь ему первому за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель – Эврика - 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награди на выставках в Брюсселе, Женеве, Сауле, Ганновере, Париже. Но как ни печально, мировая слава постучала в двери Василия Васильевича не сразу, мало кто проявлял коммерческий интерес к его творениям. Изобретения ученого регулярно патентовались, однако до серийного производства довольно продолжительное время дело так и не доходило. Не получив поддержки на родине, Шкондин взял курс на запад. В 1992 году Шкондин получил патент на свое изобретение в США. В середине 1990-х обращения к представителям иностранных государств принесли плоды – было налажено сборку электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. В 1997 году программой электрофикации велосипедного транспорта В. В. Шкондина заинтересовался Всемирный Банк, который начиная с 1998 года решился на оснащение мотор-колесами его разработки рикш в Бангладеше, но как-тодальше выпуска небольшого тиража электрических трициклов дело не дошло. Зато в 2003 году российского ученого ждало истинное счастье – его изобретение было высокого оценено английской фирмой «Flintstone Technologies», которая, не долго думая, решилась на значительные финансовые вложения в область развития электрического транспорта с мотор-колесами Шкондина, так как увидела в данном изобретение значительные коммерческие преимущества. Для реализации данного проекта даже было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, как и полагалось, занял должность технического директора. Согласно неофициальных данных Flintstone Technologies принадлежало более 44% акций новообразованной компании. Как говорится, счастье лишним не бывает... В тот же знаменательный для Шкондина 2003 год состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки – в качестве инвестора выступила также компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она занялась выпуском мотор-колес системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.

Свое главное изобретение В. Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения – расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.

Бесколлекторные вариант мотор-колеса Шкондина

Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важно то, что российский ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина – это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.

Схема обмоток и щеточного узла мотор-колеса Шкондина

Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.

Что касается конструктивного исполнения, то устроен электродвигатель Шкондина довольно просто - состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Конструкция данного импульсного инерционного электродвигателя несколько похожа на электрогенератор Джона Серла, поэтому, понимая принципы работы последнего, можно легко разобраться и с работой шкондиновского мотор-колеса. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга. Благодаря тому, что растояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора.

Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина – закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных – соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.

В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому – последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.

КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет позникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).

Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.

Василий Шкондин предполагал возможность расположения ротора, как с внешней стороны статора, так и изнутри (фиг.1, фиг.2). Что же касается конструктивного исполнения двигателя, то его форма тоже может быть изменена с колесообразной, скажем, в цилиндровую, наподобии той, которая популярна среди целого ряда двигателей постоянного тока. Последний момент особо важен, так как делает возможным использование электродвигателей конструктивной разработки Василия Шкондина не только при сборке наземного транспорта, но и воздушного, космического. Помимо электродвигателя Василий Васильевич собрал несколько вариантов генераторов, который могли бы использоваться параллельно с электромоторами. Когда электродвигатели будут обеспечивать пространственное перемещение транспортного средства, электрогенераторы обеспечат выработку электрической энергии для питания аккумуляторных батарей, повысив таким образом КПД электроустановки до 90%. Среди технологических разработок Шкондина выделяется и симбиоз электромотора и генератора, дополняемого солнечной батареей.

Электродвигатель Шкондина со статором внутри ротора

Электродвигатель Шкондина с ротором внутри статора

Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300W электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов – около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180W энергии.

Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пилы, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.

Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.

Тема, с которой хочу ознакомить вас уважаемый читатель сегодня, возникла внезапно. Во время проведения Х международной специализированной выставки по энергоэффетивности и ВИЭ-2017 в МВЦ Киев, на прошлой неделе, к нашему стенду подошел посетитель и зразу задал вопрос, есть ли в нашем журнале «Винахідник і раціоналізатор» информация о мотор-колесе Шкондина . Мой отрицательный ответ смутил его, но мы разговорились и нашли точки соприкосновения в изобретениях, касающихся электроприводов для велосипеда.

В свое время на блоге я рассказывал об асинхронном колесе российского инженера Дмитрия Дуюнова. Но нашего посетителя интересовала разработка именно Шкондина, поэтому я нашел подходящий материал и решил возобновить в памяти это оригинальное устройство, способное значительно усилить эффект езды на велосипеде и не только на нем.

Об истории изобретения

Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель, названный мотор-колесо. В свое время такую разработку выполнил и запатентовал инженер-изобретатель Василий Шкондин. Нужно отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался внедрением своего главного изобретения - импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.

Изобретения электротранспортных технологий всегда пользовались особым вниманием. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. В апреле 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше - всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке.

Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея - подобная разработка просто не могла быть забыта.

А что же велосипеды? В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.

Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.

Это изобретение стало поистине революционным, ведь впервые за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель - Эврика — 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награды на выставках в Брюсселе, Женеве, Сеуле, Ганновере, Париже.

Но как ни печально, изобретение длительное время нельзя было реализовать и до серийного производства дело так и не доходило. В середине 1990-х после получения патента США, была налажена сборка электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. А в 2003 году изобретением российского ученого заинтересовалась английская фирма «Flintstone Technologies». Для реализации данного проекта было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, занял должность технического директора.

В этом же году состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки - в качестве инвестора выступила компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она начала производить мотор-колеса системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.

Свое главное изобретение Василий Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения - расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.

Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важным было то, что ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина - это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.

Конструктивные особенности и принцип работы

Что касается конструктивного исполнения, то электродвигатель Шкондина довольно прост — состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга.

Благодаря тому, что расстояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени, крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора

Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина - закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных - соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.

В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому - последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.

КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет возникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).

Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300 ваттном электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов - около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180Вт энергии.

Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пыли, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.

Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.

Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.

Наш изобретатель с помощью денег нашего венчурного инвестора и международного менеджмента пересаживает мир на новый вид транспорта.
Был такой знаменитый частный патентовед Ян Львович Колчинский, – вспоминает изобретатель нового электродвигателя и основатель компании «Ультрамоторы» Василий Шкондин. - В конце 1980−х годов надо мной все смеялись, кроме него. Он первый сказал, что мое изобретение революционно, и у него я получил первые уроки бизнеса. Он, во-первых, придумал название «Мотор-колесо Шкондина», а во-вторых, сказал мне: «Делай как Бубка». Бубка не прыгал сразу на суперрекорд, а прибавлял по одному сантиметру в год и был чемпионом мира почти десять лет. Сейчас компания Шкондина на подходе к первому рекорду на рынке электробайков.

Летом на дорогах Индии впервые появятся электровелосипеды от компании Ultra Motor с оригинальным двигателем, созданным российским изобретателем Василием Шкондиным. Компания Ultra Motor готова в любой момент вывести на рынок и другие образцы «транспорта будущего», а финансировавшие разработки фонды Flintstone Technologies и «Русские технологии» через несколько лет рассчитывают получить пятикратные прибыли.

Вскоре британская инжиниринговая компания Ultra Motor (далее UM), созданная английским инвестиционным фондом Flintstone Technologies и венчурным фондом «Русские технологии», запустит свой первый проект. Она собирается вывести на рынок новый электродвигатель, который на Западе называют «мотор-колесо Шкондина». Его создатель Василий Шкондин является директором по развитию компании UM и работает в ее российском подразделении. Он возглавляет базирующийся в подмосковном Пущино инновационный отдел, в котором занимаются доводкой мотор-колес и созданием опытных образцов транспортных средств на основе электрической тяги.

По словам Шкондина, в лаборатории UM уже собраны образцы практически всех видов транспортных средств с двигателем, управляемым электромеханическим триггером: от инвалидной коляски до электромобиля. «Это прототипы транспорта будущего,– говорит Шкондин.– Давно ведутся разработки, которые направлены на ослабление зависимости транспорта от сырьевых ресурсов и увеличение его экологичности. Пока рынка электротранспорта нет: образцы электромобилей дороже обычных машин, хотя по многим техническим показателям им проигрывают. Но скоро транспорт с электро- и гибридными двигателями подешевеет и станет технически более совершенным, а Ultra Motor будет одной из первых компаний, которая сможет вывести на рынок массовый продукт».

Предвидя недалекий мировой бум в сфере электротранспорта, в UM решили, что освоение перспективного рынка лучше сразу начать с формирования ниши «под себя». Этой нишей может стать индийский рынок, на который к концу UM планирует вывести двигатель Шкондина для электровелосипеда с условным названием Cycles UM.

Изюминка ситуации в том, что электровелосипедов в Индии мало, хотя обычными велосипедами там пользуются более 300 млн человек.

Венчурный фонд «Русские технологии» входит в состав «Альфа-групп». Был создан для коммерческого развития перспективных российских технологических проектов. Объем капитала – $20 млн, средний размер инвестиций $1–3 млн. Одним из предыдущих проектов «Русских технологий» является совместное с Intel Capital участие в инвестировании компании «Электро-ком», которая занимается развитием технологии PLC для доступа в интернет через электрические сети. В состав акционеров Ultra Motor фонд «Русские технологии» вошел в апреле 2004 года, инвестировав $1,1 млн и получив 44% акций компании.

Мотор-колесо Шкондина
Василий Шкондин еще в 1975 году поставил перед собой цель создать двигатель, который бы в сфере транспорта превосходил традиционные электромоторы. Такая мысль появилась у журналиста по образованию, сотрудника Института русского языка им. А. С. Пушкина во время работы над филологической диссертацией «Вариантность лексических и грамматических единиц в русском языке».

«Я увидел, что никто никогда не занимался вариантностью технических единиц,– говорит Шкондин.– Придумано всего несколько типов электродвигателей, и их эксплуатируют везде, от электростанций до мясорубок. Я же еще во время службы в армии понял, что даже в тяговых двигателях можно использовать принцип магнетрона – импульсно-паузной системы, которая применяется в радиолокационных станциях».

Шкондин принялся работать над идеей – моторы он мастерил дома на кухне. Первый образец импульсно-инерционного двигателя он создал в начале 1980-х. Затем Шкондин работал в издательстве «Педагогика» и в советско-канадском издательстве «Книга Принтшоп», где его график оказался довольно щадящим. «Я старался все время посвящать совершенствованию импульсной технологии,– говорит Шкондин.– В издательстве работал просто для того, чтобы иметь деньги на жизнь. В результате в течение десяти лет я изготовил около 70 вариантов двигателей, которые можно было применять в различных видах транспортных средств».

Заложенные в двигателе Шкондина оригинальные принципы однополярных и чередующихся импульсов, создаваемых внутри мотора электромеханическим триггером, подтверждены десятком российских и международных патентов, которые получил изобретатель. Во время движения триггер позволяет часть электроэнергии возвращать в аккумулятор. Это значительно повышает КПД и обеспечивает превосходство мотора в транспортной сфере. К тому же в нем не 10–20 узлов, как в других электромоторах, а пять, и нет внешнего электронного управления. Использование малого количества деталей в двигателе Шкондина повышает его надежность, а себестоимость оказывается в два раза ниже, чем у электромоторов других типов.

Сначала изобретатель установил двигатель на инвалидную коляску, затем на велосипед, скутер и мотоцикл. «Мотор очень хорошо показал себя при эксплуатации этих транспортных средств,– говорит Шкондин.– Дополнительным достоинством оказалось еще и то, что с мотором они могли ездить без редуктора, шестеренок и трансмиссий. Таким образом, существенно увеличивался запас прочности».

Шкондин стал выставлять свои двигатели на выставках с начала 1990-х годов, когда понял, что от уровня доморощенного «левши» перешел к серьезному изобретательству. Россиянин брал гран-при на салонах изобретений в Брюсселе, Сеуле, Женеве, Париже, Ганновере, Орландо и других выставках, но мало кто проявлял к его двигателям коммерческий интерес.

«Только однажды, в середине 1980-х годов, сотрудники одной российской фирмы предложили устанавливать мотор на инвалидные коляски,– рассказывает Шкондин.– Я согласился, и теперь коляски с моим двигателем выпускают в России, хотя тот вариант мотора уже устарел. На самом деле ребята попросту украли мое изобретение. Сначала мы договаривались, что я войду в компанию как акционер. Но после того как на коляски были установлены первые двигатели, фирма исчезла. Потом люди, там работавшие, основали новые компании и вновь занялись выпуском колясок с таким же мотором. Но я не собирался за ними гоняться и требовать отчисления средств – был рад, что даже устаревшая модель мотора успешно применяется на практике».

Переломный момент для двигателя Шкондина наступил в 2002 году, когда изобретатель выставил его на Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед-2002». К Шкондину обратились представители британского венчурного инвестиционного фонда Flintstone Technologies, занимающегося поиском перспективных российских технологий для создания на их основе бизнеса и вывода его на глобальные рынки.

«Мы увидели, что мотор Шкондина имеет поразительные коммерческие преимущества: простоту, надежность и доступность,– говорит основатель и исполнительный директор Flintstone Technologies Ян Вудкок.– Это именно те факторы, которые идеальны для создания любых жизнеспособных на рынке продуктов».

Фонд пригласил изобретателя в Англию. В течение полугода мотор Шкондина тестировался в лабораториях университетов Oxford и Southampton. Британские ученые подтвердили все заявленные в патентах технические характеристики и пришли к выводу, что двигатель российского изобретателя превосходит другие по динамичности на 50%, а по эксплуатационной эффективности на 30%. После этого Flintstone Technologies предложил Шкондину заключить партнерское соглашение о сотрудничестве. Так осенью 2003 года появилась компания Ultra Motor, в соучредители которой вошли Flintstone Technologies, внесший 1,4 млн фунтов стерлингов, и Шкондин, который вложил в фирму свою интеллектуальную собственность.

Электровелониша
Предполагалось, что основная научная деятельность UM будет проходить в России, где компания создаст отдел инновационных разработок. Поэтому Flintstone Technologies стал искать российского соинвестора. В апреле 2004 года предложение стать одним из акционеров принял венчурный фонд «Русские технологии», купивший 44% акций UM за $1,1 млн. Flintstone Technologies также принадлежит 44%, а Василию Шкондину – 12% акций.

«В отличие от Flintstone Technologies мы не начинаем проекты с такой ранней стадии, когда имеется только прототип продукта, но нет бизнес-плана и бизнес-модели,– объясняет старший менеджер по инвестициям фонда и член совета директоров UM от „Русских технологий” Джо Боуман.– Прежде чем вступить в проект, мы провели собственную техническую экспертизу, чтобы понять, насколько изобретение уникально. Как любой венчурный фонд, мы хотели оценить размеры возможного рынка сбыта и долю, которую можем занять. И изучение ситуации убедило нас, что в перспективе мы можем выйти на весь рынок электротранспорта, который, как мы полагаем, в ближайшие десять лет станет ключевой индустрией в транспортной сфере».

Однако пока рынка электротранспорта нет, зато с момента появления в 1994 году в Японии мотор-колеса бурно развивается рынок электровелосипедов. Сейчас их выпускают все мировые производители легкого транспорта, многие из которых перевели свои производства в Китай и на Тайвань. По словам Владимира Ермишева, гендиректора фирмы «Электроскутер», торгующей электровелосипедами, спрос на них в мире постоянно растет. Например, в США за первый год продаж было куплено около 250 тыс. машин, во второй год – уже 1,5 млн. По прогнозам, через семь-восемь лет ежегодный объем мировых продаж электровелосипедов может составить $6–10 млрд при цене от $500 до $1 тыс. за штуку. В стоимости учитывается «начинка»: мотор-колесо, где размещен двигатель, аккумуляторные батареи и электронный блок управления.

У Шкондина уже имелась практически готовая модель конкурентоспособного велосипеда – его и выбрали в качестве первого продукта, который могла начать продвигать компания UM. Но прежде следовало определить конкретный рынок и довести экспериментальные образцы до уровня, когда велосипед можно было бы изготовлять в промышленных масштабах.

По словам Боумана, Flintstone Technologies и «Русские технологии» сочли логичным осваивать рынок какой-либо из азиатских стран, которые из-за распространенности велотранспорта называют «государствами с двухколесной экономикой». Изучение рынка показало, что в Китае много своих производителей электровелосипедов, которые вряд ли позволят обосноваться на рынке новичку. Вьетнам и другие страны не устраивали в силу неразвитости экономик. Зато Индия соответствовала всем условиям. В этой стране есть производители электрических устройств, которые могли бы изготавливать моторы, и много местных компаний, выпускающих, по словам Яна Вудкока, ежегодно до 10 млн велосипедов. А спрос на этот транспорт огромен: в Индии велосипед чуть ли не основное средство передвижения и заработка.

Однако электровелосипеды среди индийцев популярностью не пользуются, потому что считаются слишком дорогими. По данным Всемирного банка, средний годовой доход индийца составляет менее $480, что равно стоимости самой дешевой модели электровелосипеда. Тем не менее в UM, Flintstone Technologies и «Русских технологиях» сочли, что перспективы компании в освоении рынка именно этой, одной из беднейших стран мира, колоссальны. Подсчеты показали, что самый главный недостаток проекта – небольшую покупательную способность местного населения – можно преодолеть. Как заявляет директор по управлению UM Игорь Богородов, цена электровелосипеда Cycles UM с мотором Шкондина окажется раза в два ниже, чем у зарубежных аналогов.

Индийский интерес
«Русские технологии» и Flintstone Technologies принялись искать в Индии партнеров. Как утверждает эксперт по международным рынкам, президент консорциума «Инфорус» Андрей Масалович, индийцев не просто убедить иметь дело с иностранным продуктом, если они не увидят в нем уникального технологического новшества. Однако фондам и UM удалось заинтересовать компанию Crompton Greaves – индийского производителя электропродукции с годовым оборотом $2 млрд.

Летом 2004 года с Crompton Greaves были достигнуты предварительные договоренности. Затем сотрудничать с UM согласились крупные торговцы велотранспортом Avon Cycles Private и TI Cycles of India. Модель c двигателем Шкондина, предложенная UM, подошла индийцам по всем параметрам.

«Многие моторы начинают давать сбои в Индии, где высокая влажность, запыленность, а средняя температура воздуха достигает 50°С,– говорит Шкондин.– К тому же, как правило, все зарубежные электровелосипеды имеют электронный блок управления. Если он сломается, то велосипед вообще не поедет. А наш двигатель не нагревается, не боится пыли и влаги и работает без внешнего управления».

На дополнительную экспертизу мотора Шкондина, которую провели индийцы, ушло еще несколько месяцев, что отодвинуло запланированный в UM на начало 2005 года запуск проекта. Но, по словам Боумана, после подписанного в начале марта окончательного протокола о намерениях с Crompton Greaves дата вывода велосипедов на массовый индийский рынок стала более определенной. Cycles UM должны появиться в продаже осенью. А предварительно, как отметил главный менеджер по внедрению новых продуктов TI Cycles Васант Девайи, в начале лета фирма рассчитывает развернуть масштабную рекламную кампанию и выпустить пробную партию модели, чтобы посмотреть на реакцию покупателей.

«Мы выбрали именно модель мотора UM, так как убедились, что она имеет преимущества в экологическом плане перед остальными и при этом гораздо дешевле их,– говорит Девайи.– Это может быть сильным достоинством при продвижении на другие рынки. Мы не исключаем, что через некоторое время TI Cycles даже начнет экспортировать продукцию в Китай, где она сможет конкурировать с велосипедами местного производства. Ведь потенциал китайского рынка огромен, на велосипедах в этой стране передвигаются более 500 млн человек».

Сейчас инновационный отдел UM под руководством Шкондина заканчивает доводку двигателя для Cycles UM, чтобы он соответствовал требованиям индийцев. «Они попросили, чтобы электровелосипед не мог передвигаться быстрее 25 км в час, потому что иначе потребуются права на пользование транспортным средством,– объясняет Шкондин.– Другое условие – усилить машину, чтобы на ней мог ехать не только хозяин, но и кто-то из его семьи. Потому мы решили приспособить двигатель к более мощному горному велосипеду».

Электробудущее Ultra Motor
Джо Боуман и Ян Вудкок заявляют, что освоение индийского рынка – лишь начало деятельности UM. Конечной целью Flintstone Technologies и «Русских технологий» является, по словам Джо Боумана, вывод UM на IPO при достижении максимальной отдачи от инвестиций, которая, по расчетам, должна превысить затраты в четыре-пять раз.

По мнению Вудкока, вероятно, первое размещение акций UM на публичном рынке может быть произведено на Лондонской фондовой бирже. Именно на ней вскоре появятся акции компании Hardide Ltd. с ожидаемой ценой $23 млн – одного из предыдущих проектов Flintstone Technologies, начатого в середине 2004 года и основанного на инновационных технологиях в химической отрасли, также предложенных российскими учеными.

Акционеры UM рассчитывают, что через несколько лет на рынок выйдут и другие продукты компании, что значительно повысит стоимость UM при выходе на IPO. Например, сейчас сотрудники инновационного отдела доводят до оптимального вида «квадродвигатель», который был запатентован Шкондиным в 2002 году. Его мощность всего 500–600 Вт, но при этом, как говорит изобретатель, он легко тянет «Жигули» со скоростью 25 км/час. Проводятся разработки гибридного двигателя, который работает не только от электричества, но использует энергию от сгорания древесных спиртов.

По словам Шкондина, очень интересное предложение поступило от одной французской фирмы, которая намерена заказать в UM партию электромобилей для городских служб – жандармерии, фельдъегерской почты и медицинской помощи. Полноприводная машина весом 350–400 кг и грузоподъемностью 270–300 кг на одном заряде батареи может проезжать 250–300 км и при этом легко минует городские пробки, поскольку ее ширина всего 100 см. Также UM продолжает заниматься усовершенствованием двигателей для горных велосипедов, инвалидных колясок, трехколесных велоколясок для пожилых людей, погрузочных электрокаров и прочих машин.

«Пока компания, которая только начинает активно работать, ориентируется на конкретные рыночные потребности, хотя вскоре начнет формировать их сама,– говорит Шкондин.– Сейчас в Индии востребован велосипед, и мы делаем именно его. Но если надо будет быстро разработать и предложить для массового производства электромобиль, то никаких проблем не возникнет – образцы моторов к нему изготовлены и испытаны в лаборатории компании».

В идео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Навигация записи

Велосипед - это отличное средство передвижения не только для тех, кто постоянно ищет себе адреналин, покоряя новые и новые горные и лесные дороги, но и для тех, кто совершает короткие поездки за продуктами в магазин. Зачастую эти люди довольствуются обычными велосипедами, работа которых основана на мускульной тяге. Но все же с каждым годом растет количество тех, которые двигаются при помощи маленького электрического двигателя. При этом велолюбителю предоставляется возможность ехать на педалях и таким образом заехать на крутую гору еще с большей скоростью. Но не обязательно приобретать новый транспорт в таком случае. Достаточно лишь доукомплектовать старый специальным элементом, которое называется колесо-мотор. На какие правила необходимо обратить внимание при его изготовлении, рассмотрим прямо сейчас.

мотор своими руками? Готовим инструменты

Для начала нам необходимо приобрести новое колесо диаметром от 20 до 28 дюймов. Можно использовать и старое, но в таком случае нужно убедится в его нормальной работе. В идеале колесо не должно образовывать «восьмерок» на ходу и быть хорошо отрегулированным на спицах.

Кроме этого, для создания нужно приобрести аккумуляторную батарею. А для того чтобы можно было регулировать скорость движущегося велосипеда, нужно позаботится об установке специального регулятора скорости. Для хранения батареи покупается чехол или сумка, соответствующая размерам АКБ.

Еще одна немаловажная деталь - контроллер. Этот элемент представляет собой блок с множеством проводов, отвечающий за работу всего мотор-колеса. Контроллер являет

собой плату, расположенную в металлическом (чаще всего алюминиевом) корпусе для защиты от негативного воздействия внешних факторов. Чаще всего он устанавливается на место крепежа фляги, непосредственно на раму.

Чтобы обеспечить бесперебойность работ всех электромеханизмов, следует заготовить комплект предохранителей и провода. Последние можно использовать от обычных аудиоколонок.

Принцип работы устройства

Перед тем как начать изготавливать колесо-мотор, нужно вникнуть в его принцип действия. Данный элемент представляет собой постоянного тока. Колесо-мотор заспицовывается в велосипедный обод и может монтироваться как сзади, так и спереди (некоторые устанавливают его сразу на два колеса). По своей мощности электрические моторы, применяемые для таких байков, могут быть 250 Вт, 500 и даже 1000 Вт. Последний способен развить скорость до 60 километров в час. Правда, вряд ли это будет безопасно на горной трассе или в жилой зоне в черте города. Кстати, вне зависимости от мощности данные электромоторы не нуждаются в дополнительных настройках, регулировках и обслуживании.

колесо своими руками? Правила изготовления

Преимущества использования мотор-колеса на велосипедах

Во-первых, благодаря наличию электрического двигателя вы можете безо всяких физических усилий преодолевать большие расстояния, что особо важно для пожилых и неподготовленных людей. Во-вторых, для езды на таком транспорте, в отличие от мотоциклов и скутеров, не требуется прав определенной категории. А это значит, что управлять им может абсолютно каждый. В-третьих, за счет компактности велосипеда вы не будете стоять в постоянных пробках. К тому же для хранения такого транспорта не нужно приобретать отдельный гараж.

Обслуживание

Сделанное мотор-колесо своими руками (а точнее его электродвигатель), в отличие от двигателя внутреннего сгорания, практически никогда не нуждается в дополнительном обслуживании. А это значит, что затраты на его содержание будут минимальными.

Работает колесо-мотор Шкондина от энергии аккумулятора, который без подзарядки способен преодолеть до 30 километров пути. Но даже если АКБ разрядится, все равно вам не придется буксировать его - в любой момент этот транспорт может превратиться в обычный велосипед, движение которым осуществляется мускульным усилием.

Сколько стоит данная деталь в магазинах?

В среднем новый электродвигатель, устанавливаемый на обод велосипеда, можно приобрести по цене от 10 до 30 тысяч рублей стоит еще дороже). При этом стоит отметить, что стоимость может существенно варьироваться от мощности устройства. Комплект может стоить и 3 тысячи, но его хватит лишь на 200 метров езды.

Изготавливая же его самостоятельно, вы можете сами подобрать для себя такое устройство, которое бы соответствовало вашим требованиям и характеристикам.

Итак, мы выяснили, как сделать мотор-колесо своими руками.

Мотор — колесо Шкондина — это модификация электрического двигателя оснований на принципе работы линейного ускорителя. На ось ведущего колеса закрепляются дисковые пластины. Ось, в свою очередь, закрепляется с колесом ротора, на котором по периметру располагаются постоянные магниты. При вращении в статоре с закрепленными соленоидами на них воздействует короткие импульсы тока, и создается переменное магнитное поле. Движением управляет релейный триггер, создающий импульсы тока необходимой силы и последовательности. Это электромеханическое устройство, скромно названное в патенте на него «триггер Шкондина», как объясняет изобретатель, «перехватывает неиспользованные части импульсов и отгоняет их назад в аккумулятор». Благодаря этому гораздо меньшая часть исходного заряда аккумулятора тратится на нагрев обмоток и прочие посторонние цели, а КПД двигателя существенно возрастает.

Двигатель такого типа придуман 80-х годах Яном Львовичем Колчинским, но ему не удалось внедрить его в производство, Василий Шкондин продолжил идею подобного двигателя и 1991 году ему удалось его запатентовать. В двигателе Шкондина есть ряд недостатков, такие как например плохой тепловой режим, неудобство регулировки, но конструкторы ищут пути устранения этих недостатков.

Основное преимущество электродвигателя Шкондина перед простыми электродвигателями в том, транспортное средство на таком двигателе может преодолеть намного большее расстояние, чем на обычном электродвигателе при одинаковой емкости аккумулятора. Также двигатель Шкондина достаточно прост, он состоит всего из 5-и узлов, по этой причине он намного дешевле простых эл. двигателей.

На видео показано интервью Василия Шкондина телекомпании НТВ, в нем он объясняет принцип работы двигателя и его преимущество…

На следующем видео Василий Шкондин демонстрирует два электровелосипеда, первый образец разгоняется до 70 км/ч, а второй может проехать на одном заряде аккумулятора 100км!!!

Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

05.10.2014
Основа устройства - два интегральных коммутатора серии К190 на полевых транзисторах с изолированным затвором. Один из них (DA3) коммутирует сигналы в левом канале, другой (DA4) - в правом. Управляющие сигналы, открывающие каналы транзисторов коммутаторов, формирует устройство, выполненное на транзисторной сборке DA1, тринисторах VS1-VS4 и конденсаторах СЗ-Сб. При касании пальцем руки, …
08.11.2014
Микросхема TA8208H разработана для приминения в качестве автомобильных УМЗЧ. В микросхеме TA8208H присутствует функция MUTE (вывод 6 микросхемы). При включении микросхемы по мостовой схеме необходимо добавить конденсатор 1000пФ между выводами 2 и 4. Номинальное напряжение питания микросхемы 13,2В, ниже приведена таблица напряжений на выводах микросхемы при номинальном напряжении питания. вывод …