Когда речь заходит о динамо-втулках, то нет единого мнения относительно их необходимости на велосипеде. У каждого есть свое мнение на этот счет.
Первая динамо-втулка для велосипеда была разработана в английской компании Sturmey-Archer. В 2010 году была предложена новая оригинальная версия динамо-втулки совмещенной с барабаном тормоза. Ради справедливости надо отметить, что Schmidt и Shimano также производят аналогичный товар, однако эти компании не могут называть свой товар динамо-втулкой, поскольку данное название является торговой маркой Sturmey-Archer. Минимальная стоимость динамо-втулки от Shimano составляет 50 долларов, в то время как цена втулки от Supernova составляет около 300 долларов.
Динамо-втулки классического плана имеют мощность 1,8 Ватт при рабочем напряжении в 6 Вольт. По этим параметрам они уступают динамо-машинам и динамо-втулкам нового образца, у которых мощность равна 2,4 или даже 3 Ватт. По этой причине следует очень внимательно относиться к покупке динамо-втулки, поскольку рассчитанный под мощности новых динамо-втулок комплект, состоящий из фары в 2,4 Вт и заднего фонаря в 0,6 Вт, будет светиться довольно тускло при работе от классической динамо-втулки.
Более высокая мощность новейших динамо-втулок обеспечивается новой усовершенствованной технологией основанной на применении мощных магнитов. По этой причине новые динамо-втулки стали не только мощнее, но и легче и меньше. Немаловажным фактором, улучшившим работу системы освещения, стало использование новых галогеновых и светодиодных ламп, благодаря которым количество света от велосипедных фар и фонарей стало гораздо больше.
С технической точки зрения динамо-втулки представляют собой генераторы, работающие от многополюсного кольцевидного магнита внутри втулки, который вращается вокруг неподвижного якоря. Данный тип втулки имеет очень низкое значение сопротивление вращению, да и поскольку в устройстве трение сведено к минимуму из-за отсутствия подвижных частей, КПД устройства высокое, а также низкий уровень шума.
Сегодня велосипедные динамо-втулки применяются не только как источники света. Одним из главных гаджетов, который работает с ними, является USB-зарядное устройство, которое может по ходу движения велосипеда вести подзарядку айфонов, айпедов и прочих гаджетов работающих на аккумуляторах и снабженных USB –выходом.
Особенности питания фар от динамо-втулок
Динамо-втулки вырабатывают переменный ток. Одной из главных проблем динамо-втулок является то, что на большой скорости, вырабатываемый электрический ток может попросту сжечь лампочку в фаре. Чтобы избежать данной проблемы в современных фарах используются регуляторы напряжения на основе полупроводников. Если сравнивать динамо-втулку с динамо-машинами старого образца, то совершенно очевидным является факт выработки гораздо большего количества света, особенно это заметно на низких скоростях. Так лампочка фары работающей от динамо-втулки на маленькой скорости начинает пульсировать, в то время как в случае использования в аналогичной ситуации динамо-машины лампочка фары попросту начинает светиться очень тусклым светом. При возрастании скорости начинает расти и частота генерируемого тока. С одной стороны это хорошо, поскольку обмотка якоря в этой ситуации пропускает ток не так эффективно и это ведет к более плавному росту напряжения с увеличением скорости. Данная особенность позволяет использовать динамо-втулку в более широком диапазоне скоростей. Но, не смотря на это, все-таки стоит пользоваться регулятором напряжения, чтобы не бояться перегоранию лампы в самый неподходящий момент. Собрать регулятор напряжения можно и самостоятельно. Очень важным элементом данных устройств является никель-кадмиевый аккумулятор с емкостью до 10 ампер-часов (может использоваться никель-металл-гидридный аккумулятор). Его цель предотвратить чрезмерную разрядку при низком токе.
Никель-кадмиевый аккумулятор может также разрядиться и прийти в негодность, если мощность прогонят в обратную сторону через более слабые элементы. Система в этом случае попросту произведет отключение зарядки и переведет систему в безопасный режим. Для стояночного света (во время остановки) используется светодиодная фара и мощный конденсатор. В случае поломки генератора рекомендуется с целью безопасности установить спереди и с боков светоотражатели, которые практически невидимы при движении, но отчетливо заметны при остановке.
Еще одно удачное техническое ноу-хау, которое может применить каждый, является установка двухполупериодного выпрямителя, от которого подается ток параллельно току в 6 Вольт. Такое новшество позволяет не только пользоваться освещением во время остановок, но и дает возможность проводить подзарядку никель-кадмиевого аккумулятора при движении на высокой скорости, в случае превышения напряжения на клеммах свыше 6 Вольт. В этом случае аккумулятор забирает на себя избыток энергии, защищая лампочку в фаре от перегорания.
Динамо-втулка постоянно производит ток, а значит находится под напряжением и всегда подключена к фаре. По этой причине выключить свет по ходу движения практически невозможно. Совершенно логичной выглядит установка в данной схеме переключателя.
Аккумуляторная батарея и фары могут принципиально работать в трех различных режимах. В так называемом «ночном» режиме никель-кадмиевые аккумуляторы подключены параллельно с током, поступающим от динамо-втулки, выпрямленным через выпрямитель током. В случае же «дневного» режима подключение аккумуляторов и фар производится через специальный диод – «выпрямитель». Такая схема дает возможность заряжать батарею в момент вращения динамо-втулки (даже когда это вращение интенсивно) и в то же время не дает возможности электрическому току идти вспять и разряжать аккумулятор. В режиме «парковка» лиоды полностью отключаются по той причине, что они тоже не идеальны и легко разряжают аккумуляторы по причине утечки тока. Одной из особенностей динамо-втулки является то, что в отличии от динамо-машин они не используют раму в качестве «земли». По этой причине двухполупериодный выпрямитель может быть легко отделен от цепи постоянного тока. Именно по этой причине выпрямители надо изолировать от рамы. В случае динамо втулок изоляция от рамы всегда присутствует, по этой причине они имеют две втулки и две клеммы.
Выпрямители, которые могут быть использованы с динамо-втулками.
Выпрямитель - это устройство, которое преобразует ток из переменного в постоянный. В качестве самого простого выпрямителя всегда приводится обычный диод, который по своей сути является не чем иным как односторонним клапаном для электрического тока. Если диод подключить к сети с переменным током, причем подключение должно быть последовательным, то он пропустит ровно половину тока (за то время при котором направление тока совпадает с направлением движения тока в диоде). В результате получаем пульсацию постоянного тока. Если в схеме используется четыре диода, то такой выпрямитель называют мостовым. Суть работы данного устройства в переключении полярностей при работе в каждом цикле, в итоге потери на преобразование тока становятся минимальными. Всегда можно спаять четыре диода самостоятельно, но можно сразу купить двухполупериодный мостовой выпрямитель, это будет если не надежнее, то гораздо проще. С учетом того, что все динамо-втулки имеют рабочий диапазон в районе низкого напряжения, очевидным становится большая потеря в напряжении при использовании кремневых диодов, примерно около 1,4 Вольт. Если же использовать диоды из германия, то объем потерь значительно сокращается, до 0,4 Вольт. В случае использования предлагаемой схемы и использовании германиевых диодов потери еще ниже. Однако применение данной схемы сопряжено со многими трудностями и под силу только настоящим «электронным хакерам».
Коментарии: