Моторы и генераторы шкондина василия васильевича. Уникальные мотор-колёса Шкондина Линейный двигатель шкондина
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
- 28.09.2014
В темное время суток при перевозке пассажиров бывает необходим свет в салоне автомобиля, но свет может мешать водителю. Что бы избежать этого можно воспользоваться схемой показанной на рисунке которая позволяет плавно регулировать освещение. Устройство основано на микросхеме NE555 и полевом транзисторе IRF540. Регулятор освещенности использует принцип преобразования напряжения постоянного тока …
- 20.04.2015
На рисунке показана схема простого однополупериодного выпрямителя (рис. а) и эпюры напряжений на нагрузке (рис. б). В качестве входного напряжения использовано однофазное синусоидальное напряжение. Нагрузка Rн - активная, включенная последовательно с силовым полупроводниковым диодом VD. При поступлении от первичного источника переменного напряжения Uвх диод будет открыт при положительной полуволне и …
На самой границе Московской области, за Окой, в 80 километрах от МКАД, есть очаровательный «наукогородок» Пущино. Серьёзно-напыщенное – «наукоград» – ему как-то не к лицу, всего чуть больше 20 тыс. жителей. На них, правда, приходится целых 9 научно-исследовательских институтов и радиофизическая обсерватория РАН. И один изобретатель – Василий Шкондин. Там, где прячется гениальность Ждём Василия Васильевича на автостоянке Института белка – там он арендует помещения для мастерской-лаборатории. «Мороз и солнце – день чудесный». Появляется свежая иномарка-минивэн, за рулём сам Шкондин. Приглашает следовать за ним. Едем по извилистым дорожкам института и наконец паркуемся на крошечной площадке перед задней частью какого-то крупного одноэтажного здания, напоминающего цех средних размеров. Знакомимся – на первый взгляд (да и на второй тоже) изобретатель совсем не тянет на 1941 год рождения. Заранее заготовленный образ «непризнанного гения» тает как парок на ветру. Нас встречает и обнюхивает средних размеров гончий пёс. По глазам видно, что давно не щенок, серьёзный товарищ и он первый сюрприз Шкондина. Изобретатель утверждает, что собаке от роду 22 года. Прочитал на моём лице недоверие и призвал в качестве свидетелей помощников – как оказалось, к мастерской он прибился совсем маленьким щенком в 1992 году, с первого дня аренды. Подумалось – может быть, институт занимается не исследованиями структуры и функций белка, а давно решил вопрос, как побороть старость? И Шкондин подозрительно моложав и энергичен… Внутри небольшого, не более 100 кв. м, помещения, разбитого на три пространства, атмосфера типичной мотовеломастерской. Куда ни кинь взгляд – рамы, колёса, скутера и солидный трёхколёсный байк. Тесно… Много места занимает огромный допотопный фрезерный станок. И только приглядевшись, замечаешь, что колёса необычные – внутри ободов установлены диски, внешне что-то вроде коробок от киноплёнки. На рабочих столах преобладают тестеры, магниты и ещё какие-то совершенно незнакомые детали. Техника на грани фантастики Увесистый трёхместный и трёхколёсный байк-рикша, с огромными мягкими креслами, тяжёлой рамой, широченными колёсами и начисто лишённый каких-либо обтекателей, призванных экономить топливо и энергию (аэродинамика обувной коробки, а то и хуже), на 14 литрах топлива способен преодолеть без дозаправки 1400 км – заслуга мотор-колёс Шкондина. Расход – 1 литр на 100 километров. Большой и мощный мотор выброшен, установлен маленький и слабосильный бензиновый, который призван компенсировать механические потери и подзаряжать аккумуляторы. Динамика – зверская. Осталось создать конструкцию с благородными формами, изначально спроектированную под мотор-колёса Шкондина, и революция в автопроме будет неизбежной. Удалось испытать в деле далеко не самую новую и максимально «простую» разработку Василия Васильевича – велосипед с мотором в заднем колесе и несколькими аккумуляторами. Шкондин с сомнением посмотрел на меня, на снег со льдом, переключил двигатель на малый ход (до 40 км/ч), проинструктировал: – Тормоза обычные, педали не крутите. Вот ручка газа, как на мотоцикле. Я взгромоздился на седло (минус 22оС, толстенный свитер и дублёнка – не самая удобная одежда для «ходовых испытаний» велотехники) и крутанул ручку газа на себя. С трудом парировал желание велика встать на заднее колесо и опрокинуть седока. Из-за спины слышу вопль Шкондина: «Осторожно!!!» Отчаянно торможу – до кирпичной стены осталось меньше метра… Только тогда понял, осознал, какая мощь таится в этих шкондинских мотор-колёсах. Освоился, сделал несколько кругов, помечтал – эх, мне бы такое чудо – летом по Москве рассекать. Василий Васильевич именно на нём частенько летает к себе на дачу в Тульскую область. Это не очень далеко, 30 с небольшим километров. Преимущество его мотор-колёс перед всеми остальными не только малый вес, в разы большие дистанции пробегов на небольших и совершенно обыкновенных кислотных аккумуляторах (показывал и суперсовременные батареи, их установит на новые модели), но и колоссальная тяга, момент силы, выраженный в ньютон-метрах (Н·м). В горку, как на импортных электровелосипедах, педали крутить не надо. Мотор-колёса для велотехники и скутеров при максимальной электрической мощности, сопоставимой с компактной кофемолкой, имеют момент до 65 Н·м – подтверждено испытаниями в МЭИ. Для сведения: у бензинового двигателя внутреннего сгорания малолитражного авто (те же «Жигули») этот показатель равен 70 Н·м. И КПД – 30%.
В хозяйстве изобретателя Василия Шкондина в подмосковном наукограде Пущино всё по-прежнему. Сам – воплощение энергии. Только не встречает пёс-долгожитель – скончался на 23-м году жизни. Его заменил здоровенный «двортерьер» Фока, который взял под опеку мастерскую изобретателя и своим басом постоянно вмешивался в разговор. Куда китайцам против русского Левши… Кажется, стало ещё теснее на легендарных 100 кв. метрах, арендованных у института. Колёса, велосипеды, скутеры… С потолка лопухами свисает и периодически падает штукатурка. Рядом, за стеной, уже готово помещение в 370 кв. метров, светлое, куда более удобное. Но переезд сродни пожару, а на столах у инженеров-технологов – дикое нагромождение приборов, диодов, магнитов и множество мелких деталей. Страшно тронуть – концов не найдёшь. У входа в мастерскую-лабораторию стоит слегка распотрошённый мотоскутер. Василий Васильевич поясняет: – Этот электромотоцикл привезли из Шанхая, там это писк моды. Максимальная скорость не мотоциклетная – 45 км/ч, дальность пробега на одной зарядке – 45–50 км. Мы сейчас ставим своё мотор-колесо, оно на 10 кг легче, источник тока остаётся прежний – нет смысла переделывать, аппарат собран и изготовлен отлично. В итоге получаем скорость свыше 80 км/ч, дальность увеличилась до 130 км. Спидометр пришлось ставить свой – прежний, родной, оцифрован до 45 км/ч. Мысленно, глядя на электромотоцикл, облизнулся. С мотор-колесом Шкондина это уже не игрушка, а нормальное транспортное средство, да ещё и выстреливающее со светофора до максимальной скорости за считаные секунды. Очень удобен, низкий центр тяжести обеспечен за счёт грамотного размещения аккумуляторов. Шкондин смеётся: «Можно медведя сажать, и в цирк, на арену». Модернизированный электромотоцикл хотят отвезти обратно в Китай и продемонстрировать его новые возможности директору предприятия-изготовителя. Я заволновался: – Скопируют, китайцы же мастера по этой части! – Нет, без нас у них ничего не выйдет, – успокаивает Шкондин. Печально другое, и Василий Васильевич озвучивает проблему: – Если начнём с ними соревноваться, то никогда в массовом производстве Китай не обойдём.
У нас выточенный на станке простейший алюминиевый корпус велосипедного мотор-колеса по цене равен целому китайскому электровелику – в полном оснащении, с аккумуляторами и мотором. Неказистый электровелик уделал породистых немцев Электромотоцикл вывезли, чтобы не мешался выкатить на свет божий трицикл (трёхколёсный аппарат) и дать возможность журналисту на нём «прохватить» по длинным институтским дорожкам. Трицикл сделали из обыкновенного квадроцикла, вместо двух задних колёс приладили одно мотор-колесо, выкинули мотоциклетный двигатель и трансмиссию (она не нужна!), установили аккумуляторы. Сначала его оседлал Василий Шкондин – я фотографирую. Стоящий рядом седовласый мастер Володя тихо, себе под нос, бубнит: «Ну его к чёрту, убиться можно…» Аппарат переходит мне. Минус одно колесо сзади устойчивости не прибавило, приходится оттормаживаться перед поворотами, зато на прямиках – восторг! Моментальный, гоночный набор скорости – только держись. Конструктор объясняет, что сделали трицикл для демонстрации возможностей колёс большого диаметра. Вообще вся колёсная техника Шкондина заставляет концентрировать внимание – огромный момент «хиленьких», по меркам двигателей внутреннего сгорания, моторчиков требует нежного и аккуратного обращения с ручкой или педалью газа. Двигатель мощностью всего 300 ватт выдал на стенде 70 ньютонов на метр – тяга, сопоставимая с мотором небольшого легкового автомобиля. Инвалидная история В 80-х Шкондин, имея в активе диплом факультета журналистики МГУ, работал по специальности – директором издательства. И подрабатывал организацией концертов своего друга, певца и композитора Владимира Мигули (что приносило больше). А всё заработанное тратил на мечту – создавал самый эффективный мотор в мире. Фанатик-радиолюбитель с детства мастерил приборы, служил в армии на радиолокационных станциях ПВО. Признаётся, что именно конструктивные особенности РЛС натолкнули его на идею создать «электродвижитель». Уверяет, в гараже и на кухне родились сотни моделей, прежде чем в «железе» воплотил самую первую разработку, готовую для серийного производства – самоходную инвалидную коляску. Но время для внедрения было неудачное – 1990 год. Перестройка, митинги, развал промышленности. Эта коляска и сегодня на ходу, объехала с изобретателем весь мир, собрала целую гору медалей и дипломов самых престижных выставок. В начале 90-х показывали её и в правительстве РФ. «Смотрите, покрышки протёрты до корда, купить новые невозможно, такой типоразмер сейчас не производится», – поясняет Шкондин. Я с уважением трогаю «лысую» резину и спрашиваю: – Неужели самоходная инвалидная коляска сегодня уже никому не нужна? – Ещё как нужна! Наконец заключили договор, будут делать. Именно это инвалидное кресло (точнее, его оригинальные электроколёса) стало первым в череде украденных у Шкондина изобретений. Тогда это сделало НПО «Композит» из Королёва. Шкондин пришёл в Госкомизобретений – «Что делать?». Посоветовали срочно уступить лицензию американцам. Уступил и заработал 600 тыс. долларов. Для 1991 года сумма фантастическая. Американцы отказались выплачивать деньги и предложили недвижимость – купили изобретателю дом на Кипре, квартиру в Москве и дачу недалеко от Ясной Поляны. Они знали ситуацию в стране, знали, что наличность могут «умыкнуть». Заокеанская компания и сейчас себя неплохо чувствует. Вовсю пользуя стартовый патент В. Шкондина, вложили 90 млн. долл. и произвели 15 тыс. электробайков-велосипедов для армии США и 10 тыс. – для полиции. Когда по телевидению показывают несущихся по пустыне на электровеликах американских солдат в полной военной экипировке, знайте, что без русских мозгов такая картина была бы невозможна. Василий Васильевич знаком с этой техникой: – Они здорово развили первое поколение моих мотор-колёс, особенно их применение. Но у меня есть уже куда более совершенные и мощные разработки. Сейчас для наших силовых структур подготовили образцы электробайков, только МВД потребуется около 10 тысяч штук. Мотор-колёса для них готовят к серийному производству на нескольких заводах. Золотая клетка NASA Спрашиваю у Шкондина: «Частота оборотов двигателей ограничена?» – Теоретически – да. Но на практике хватает того, что есть. Например, мы сейчас делаем автомобильное колесо. Там требуется, допустим, 1600 оборотов в минуту, скорость машины в этом случае будет около 190 км/ ч – ерунда. Группа «Макларен» обращалась – им требуется 400–460 км/ч. Нет проблем, это где-то 2500 оборотов мотор-колеса. Чешские бизнесмены мечтают получить в свои руки технологии Василия Шкондина. Уговаривают: «Стоит к нам приехать, вы уже нигде больше не захотите работать. Будут лаборатория и всё, что пожелаете. О цене договоримся!» Братья-славяне почувствовали возможность утереть нос всему миру. У чехов промышленность за постсоветские годы изрядно просела, владельцами предприятий в основном стали немецкие концерны. Пару месяцев назад привёз в Германию свой новый внешне неказистый электровелик, на убогой китайской раме – главное-то мотор-колесо. Немцы посмотрели, посмеялись, предложили соревнование со своими самыми «крутыми» моделями от фирмы «Ауди». После первого же «заезда» российского чуда немцы отказались от соревнования-сравнения и тут же предложили Шкондину договор на 6 млн. долларов. При мне Шкондину звонили с уговорами из США: «Приезжайте, будем делать мотор-колёса для марсохода, деньги колоссальные». Отказывается: «Понимаю – престижно, интересно. Но мне 72 года, и я не хочу замыкаться на чём-то одном, идеи так и бурлят». Объясняет уже мне: – Не хочу попасть в «золотую клетку». Тут я свободный человек. В НАСА не позволят заниматься ничем другим. Что я там не видел? Не нравится мне в Америке. Зная мою страсть к рыбалке, предлагают яхту и выход в море на тунца, говорят: «Тогда ты, Василий, поменяешь позицию». Не поменяю. Нужно делать своё, отечественное. В России всё для этого есть. В оборонке – сверхсильные магниты, не чета китайским, с которыми я работаю. Вот простор для развития. Перспективное направление – авиадвигатель Турбовинтовой авиационный двигатель делают обязательно с понижающим обороты редуктором – скорость вращения турбины – около 10 тыс. оборотов в минуту. Воздушный винт, или винтовентилятор, эффективен в диапазоне оборотов от 1 до 2 тыс. в минуту. У несущего винта вертолёта число оборотов ещё меньше, максимум до 700. Двигатель Шкондина как раз попадает в эту нишу, выдавая огромный крутящий момент практически с места без всяких редукторов. Он может стать идеальной силовой установкой для множества летательных аппаратов. Вертолётчики об этом уже «пронюхали» и навестили изобретателя. Выигрыш – топливная экономичность, даже если для подзарядки аккумуляторов и электропитания двигателя Шкондина придётся использовать силовую установку традиционного типа. Да, традиционного, но раз в десять меньшей мощности, чем сегодня требуется, чтобы поднять в небо аппарат тяжелее воздуха. Нам бы не «проспать» перспективное направление. Под крышей авиастроительного концерна Airbus («Эрбас») компания AeroCompositeSaintongeуже дорабатывает и испытывает электрический самолёт E-Fan. Это двухместный летательный аппарат из композитных материалов, свыше полутонны весом, оборудован парой электродвигателей суммарной мощностью 60 кВт и двумя литий-полимерными аккумуляторными батареями. Время полёта на одной зарядке – 1 час. Разрабатывается 4-местная версия с гибридной двигательной установкой, которая сможет держаться в воздухе 3–4 часа. К счастью, европейские авиастроители не знакомы с технологиями В. Шкондина. Он уверен, два мотора его конструкции по 10 кВт каждый легко потянут 4-местный самолёт. Установить вместо ободов и покрышек воздушные винты – и передаваемое усилие будет соответствовать бензиновому мотору мощностью около 300 л. с. Всё посчитано, просто у изобретателя и его команды до этой темы «руки ещё не дошли». Но здесь уже должно «попахивать» госфинансированием или участием достаточно крупного предприятия, знакомого с авиационными технологиями и заинтересованного в создании силовых установок нового типа. Тогда будет шанс утереть нос заносчивой Европе и остальному миру. Но что-то ходоков из Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) в гостях у Василия Шкондина никто не видел.
В огроменном и толстенном ободе 26", спицы толщиной 4мм как у мотоцикла. Отличный вариант для тяжелых трехколесных велосипедов, велорикш, fat-bike"ов....
В комплекте контроллер (Полярис, 12 транзисторов, ток до 40 ампер, напряжение до 60 вольт), если хотите купить без него, то цена дешевле на 3000 руб!
Несколько слов о самом Шкондине и истории его изобретения: По этой ссылке можно скачать патент Шкондина на "мотор-колесо Шкондина". Это колесо, в центре которого размещен коллекторный двигатель постоянного тока:
У Шкондина каждая обмотка "сама по себе". На картинке мы видим 6 электромагнитов (ЭМ), они объединены в 3 пары из диаметрально-противоположных ЭМ. У каждой пары свои щетки.
Когда полюса ЭМ на ходятся напротив магнитов, то сила их взаимодействия, направлена радиально и нет смысла тратить электроэнергию на эту силу. Здесь "пауза".
Когда ЭМ сдвинулись немного в сторону, возникает тангенциальная сила, полезная. Тогда подаём в обмотки ток.
Эффективное использование "пауз", позволяет питать ЭМ в "энерговыгодных" положениях. Это дает как экономию электроэнергии, так и большой крутящий момент.
В патенте Шкондин прямо указывает суть своего изобретения: "...что позволяет за счёт размещения постоянных магнитов на роторе упростить конструкцию, повысить мощность и скорость за счёт подвода большего тока и улучшить тепловой режим. ".
Иными словами, главное слово в изобретении - это "упростить" управление коллекторным двигателем .
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Наш двигатель "современное мотор-колесо Шкондина", полностью повторяет суть изобретения, но на современном уровне развития техники, когда вместо коллектора и щеток используется современное микропроцессорное управление через контроллер.
Точно так же, как и в колесе Шкондина изобретенного в 1984 году, здесь те же три независимых обмотки и точно так же, в зависимости от угла поворота, одна обмотка всегда отключена!
Напомним сферу применения такого мотор-колеса, всего есть два варианта:
1. Если вы хотите очень быстро ездить, для этого нужно подать на колесо около 80-100 вольт.
2. Если вы хотите ездить очень медленно, вам нужны постоянные "старт-стоп", движение в гору или движение с очень малой скоростью. Тогда достаточно 36-48 вольт и вы никогда не сможете перегреть (или как-то иначе) сломать это мотор-колесо.
Но если у вас нет 100 вольт и если постоянный "старт-стоп" вам не нужен.... то и это колесо покупать смысла нет!
Для простого и равномерного движения по асфальту гораздо лучше подходит
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.
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.
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).
Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.
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.
