Le Cromotor, un gran moteur pour vélos électriques

Moteur Cromotor V2 ouvertZvonimir est un ingénieur qui habite en Croatie, entre l'Italie et la Grèce, dans la belle Mer Adriatique. Dans un article récent, nous avons dit à nos lecteur comment s'est développée la marque Greyborg Warp, qui à donné aux  constructeurs la possibilité d'un vélo électrique de haute résistance qui puisse supporter une batterie plus grande. Aujourd'hui c'est un succès, avec plus de 200 cadres vendus dans tout le monde.

Mais Zvonimir conçoit non seulement des articles avec l'ordinateur, mais il aime aussi construire avec ses amis des vélos réels et obtenir le maximum de puissance avec ses vélos électriques. La marque Greyborg utilise un moteur moyeu arrière, ce qui lui permet de laisser plus d'espace pour la batterie, et le moteur arrière le plus puissant disponible, c'est le Crystalyte série 5. Concrètement les 5404, 5405 et 5406, qui possèdent de grands stators et des aimants de 40 mm, rien que ça!

Les moteurs de la série 5 sont très grands, et très lourds aussi. Svonimir s'est demandé s'il ne pouvait pas concevoir un moteur meilleur. Comme pour n'importe quel autre problème d'ingénierie, il a analysé à fond pourquoi ce genre de moteur a été conçu de cette manière, afin de comprendre toutes les options possibles. En utilisant des modèles informatiques et de l'analyse, il a calculé le diamètre qui fournit le meilleur équilibre entre puissance et poids. Il savait avoir raison quand l'analyse a montré qu'il pouvait gagner de la puissance sur le Crystalyte série 5 avec un diamètre plus petit, ce qui lui permettrait d'économiser énormément du poids.

Moteurs Crystalyte et Cromotor côte-à-côte Moteur Cromotor à coté d'un Crystalyte de grand diamètre, le 5406. Image offerte par zombiess, membre de ES, qui est aussi le distributeur américain des cadres Greyborg et des moteurs Cromotor.

Pour la première version du moteur qu'il voulait concevoir, il a trouvé au début un laminage existant qui s'ajustait à ses besoins. Les laminages sont des planches fines en acier qui s'entassent ensemble pour former le noyau en acier des électroaimants qui forment le stator. Ces électroaimants "s'allument et s'éteignent" au moment adéquat pour permettre au moteur de fonctionner de la meilleure façon. Zvonimir savait déjà qu'il avait besoin d'un stator le plus large possible. Ceci lui permettrait d'avoir une grande quantité de cuivre dans le bobinage, ce qui est fondamental, car ce moteur doit pouvoir connecter plusieurs amplificateurs sans surchauffer.

Moteur Crystalyte et Cromotor côte-à-côte À gauche, le moteur Crystalyte, un moteur hub régulier (semblable aux Contintent 9C), avec beaucoup d'espace pour 7 pignons. Le Cromotor V1, à droite, ne se soucie pas d'utiliser autant de pièces existantes que possible pour maintenir le prix abordable, il place son argent dans les endroits déterminants, pour générer le plus de puissance possible. Observez que les câbles du 9C sortent du moteur par un axe vide. L'axe du Cromotor est plus grand, et il n'est pas vide! Image offerte par zombiess, membre de ES.

Zvonimir et ses amis avaient beaucoup d'expérience dans le montage de vélos électriques puissants, et plus on sait à propos d'un produit, plus il est facile d'améliorer et de produire un bon modèle. Sur papier, le voltage optimal pour ce moteur devait partir de 72V, et tout ce qui limite les ampères vers le moteur se maximise pour fournir la quantité d'ampères la plus élevée possible.

Le Cromotor

Zvonimir est très fier du fait que le génie de l’électricité Nicola Tesla soit d'origine croate, et c'est pour ça qu'il à décidé appeler ce monstre Cromotor. Il y a beaucoup d'espace entre les fourches arrière du cadre du vélo. Les premiers constructeurs utilisent un moteur moyeu arrière avec un changement à 7 vitesses. Toutefois, de nombreux utilisateurs seraient déjà contents avec une seule vitesse... Si cela signife qu'on pourrait avoir un moteur plus grand qui puisse admettre plus d'ampères.

Moteur Cromotor monté Moteur électrique Cromotor avec un pignon unique installé typiquement dans la jante.

Les premiers cadres Grayborg ont un espace normal de 135mm entre la fourche et la roue arrière, idéal pour ce moteur, qui n'a pas des supports pour les freins à disque. La possibilité d'utiliser un freinage régénératif est une bonne option (bien que pour l'instant le freinage régénératif soit plus une illusion qu'un fait) mais un frein à disque de grand diamètre à été conçu aussi (voir image ci-dessous), lequel a été monté entièrement hors du moyeu comme expérience pour voir si c'était une option viable. Si ça fonctionnait, alors il aurait permis d'avoir un frein à disque postérieur, tout en maintenant les aimants de 50 mm de largeur.

Disque de frein grand diamètre pour Cromotor Prototype du frein à disque extra grand diamètre, créé exclusivement pour freiner le Cromotor, que Zvonimir a finalement décidé de ne pas utiliser.

Bien que l'idée fonctionnait, il a compris que la possibilité d'utiliser les composants de freins déjà existants était plus viable, il a donc cherché à élargir les fourches postérieures du cadre à 155 mm. Ceci a permis un stator plus large et les aimants de 50 mm dont il avait besoin. Il a aussi obtenu l'espace suffisant pour un frein à disque conventionnel qu'il à assemblé à gauche.

Aimants de 50mm du Cromotor Les fameux aimants de 50 mm

Il y a plusieurs facteurs à considérer quand on conçoit un moteur. On obtient beaucoup de bénéfices avec un diamètre plus grand, mais ceci implique nécessairement que les rayons soient plus courts, ce qui réduit la capacité des rayons de fléchir au moment d'absorber les collisions. Les fans du Crystalyte série 5 ont beaucoup d'expérience avec les rayons cassés. La réduction du poids du moteur se révèle bénéfique à cet égard, et l'utilisation d'un diamètre plus petit afin de permettre des rayons plus longs aussi.

Sortie des fils du Cromotor

La production initiale du Cromotor a démontré que les critères du design étaient solides. Maintenant ils avaient un produit terminé et testé et ils se sont donc concentrés sur la partie créative et ont commencé à utiliser des modèles à l'ordinateur pour jouer avec des petites variations, afin de découvrir ce qui pouvait être amélioré pour les prochaines productions. La différence la plus éclatante du Cromotor V2, c'est le noyau en aluminium au lieu du noyau en acier de la première version.

C'est une grande amélioration, car l’aluminium agit comme une éponge pour la chaleur, qui absorbe les pics temporaires de chaleur causés par l'accélération, ce qui permet de dissiper la chaleur restante pendant la marche, surtout en phase de croisière, en dépensant un ampérage minimum.

Maintenant que le Cromotor était une réalité et qu'il se trouvait dans une situation avantageuse, ils savaient qu'ils avaient suffisamment de clients qui comprenaient les bénéfices de ce type de moteur et ils pouvaient rechercher un laminage personnalisé pour le stator, à partir de leur propre modèle. La première version utilise des laminages communs de 0.50 mm d'épaisseur, mais le V2 utilise un laminage de 0,35 mm, qui est plus fin mais faite avec une qualité supérieure aussi, avec de l'acier et du silicium de haute qualité. Le résultat est qu'avec la même quantité de Volts on obtient plus de RPM (tours par minutes). Beaucoup de clients préfèrent utiliser 125V au lieu de 72V. Les laminages fins vous permettent de réduire les pertes excessives de courant pendant lesquelles les Watts en excès sont convertis en résidus de chaleur au lieu de fonctionner correctement. Ce nouveau stator a également amélioré la largeur du canal du flux, ce qui a amélioré aussi l'inductance entre les aimants. L'inductance du moteur doit se trouver entre 50 et 150 uH, et plus c'est haut mieux c'est. Le nouveau stator a porté l'inductance du Cromotor de 120 UH à 145 UH, ce qui rend la vie plus facile aux contrôleurs.

Noyaux des moteurs Cromotor V1 et V2 Le noyau en acier original (Cromotor V1) à droite, le noyau du V2 en aluminium fondu à gauche. Malgré l'idée reçue, le noyau en aluminium est en réalité plus lourd, mais il a fourni une incroyable amélioration nécessaire à la gestion de la chaleur.
Logement des rayons Doubles perforations pour les rayons, ce qui permet de choisir entre les rayons pour moto 8/10 GA ou les rayons les plus lourds pour vélo 12/14 GA.

Spécifications du moteur

9,3 Kv, 9,3 de RPM par volt appliqué

48V-125V

Capteurs à effet Hall doubles et capteur de température du thermistor.

Couvercles latéraux marquées avec 3.000 W, bien qu'on utilise souvent jusqu'à 4000W avec des pics à 6000W (à la tension nominale de 72V, ça équivaut à 50A avec des pics de 80A).

La puissance maximale conseillée est de 6.000 W continus avec des pics à 10.000 W. À 125 V, c'est-à-dire à 50A continus et 80A en pic (il ne faut pas excéder 150A de courant).

Conçu pour supporter 125C / 250F de températures internes.

Roue de 26" = 45 mph (72 km/h) @ 75V / 60A

Rayons doubles avec têtes en cuivre, deux options de filet. Axe à filet de 16 mm x 1,5

51 dents pour le stator (3-phases, 17 dents par phase) et 46 pôles (23 paires de pôles)

Roulements de l'axe: le roulement le plus grand est le 6205RZ. L'alternative est le 6004RZ.

Contrôleur: 18-FET c'est le minimum, on conseille le 24-FET. Intensité de phase maximale fixée à 150A.

Vous pouvez trouver des conseils extraofficiels des propriétaires des moteurs Cromotor dans ce forum en anglais.

Cromotor - Roue montée sur le "vélo" Voici la meilleure option pour la roue: un Cromotor V2 fixé à un pneu de motocross de 21" avec des rayons de 4mm (8 bis).

Fourche arrière

La largeur standard entre les deux côtés du cadre du vélos, là où on ajuste l'axe de la roue arrière, est de 135 mm, c'est ce qu'on appelle la largeur "Drop-Out". Les fourches du cadre Greyborg sont de 155mm, ce qui permet d'avoir une roue libre d'une seule vitesse, un frein à disque comme celui de n'importe quel vélo, et un stator de 50mm de largeur. La marque Greyborg Warp [ACERO] et le Cromotor ont été conçus pour fonctionner parfaitement avec le reste des composants, mais Zvonimir est conscient que certains clients veulent utiliser le Cromotor avec d'autres cadres de vélo. Le distributeur du Cromotor en Amérique fait des commandes spéciales avec les angles coupés à 145mm de largeur, afin qu'il soit plus facile de s'adapter à une variété de cadres majeure, sans avoir besoin d'adaptations pour les fourches.

 

Cromotor - montage sur fourche de Greyborg Warp Voici un gros plan du support du nouveau Greyborg Warp oscillant.

Toutefois, certains utilisateurs du moteur Cromotor ont fait un effort supplémentaire et ont commandé des adaptateurs à insertion, ce qui leur a permis d'utiliser le Cromotor sur n'importe quel vélo.

cro12Ces plaques d'union hautement professionnelles ont été commandées à une entreprise avec des machines de coupe spécialisées (voir vidéo)

Adaptation du Cromotor à l'aide de platines On a eu besoin de ces plaques d'union personnalisées pour les adapter à un Cromotor sur un châssis Votec VR150.

Il y a de nombreux passionnés du off-road, lesquels utilisent des cadres tels que le Giant DH Comp Frame, et beaucoup d'entre eux ont voulu ajouter un moteur arrière de ce type, mais le stock disponible des fourches qui pouvaient s'y adapter avaient besoin d'un "axe passant". Kiwi (Nouvelle Zélande), membre de ES, a commandé un lot d'unions  personnalisées coupées de façon très précise au laser. Plusieurs couches d'acier inoxydable ont été soudées au TIG, et disposent d'un boulon de fixation, ce qui fait qu'elles agissent comme un robuste bras de torsion.

Union d'adaptation pour le Cromotor

Union montée Voici un Cromotor sur un cadre de descente Giant, assemblé avec les adaptateurs personnalisés.

Plus de 500 Cromotors vendus dans le monde entier jusqu'à maintenant, ce qui signifie qu'une grande variété de vélos électriques portent un moteur Cromotor sur leur roue arrière.

Vélo complet avec Cromotor

Vélo complet avec Cromotor

Cromotor vitesse

Une des premières questions que se posent les constructeurs à propos du moteur électrique Cromotor c'est: Quelle sera sa vitesse? La liste suivante fournie par le distributeur américain de Cromotor nous éclairera n'importe quel doute.

Toutes les vitesses et ampérages énumérés supposent un terrain plat, sans dénivellations, avec un poids combiné du vélo et de l'utilisateur de 125 kg. La mesure de la roue se réfère au diamètre extérieur du pneu en pouces.

50V

roue de 16 “ = 20 mph / 32 km/h @ 17A

roue de 20 “ = 25 mph / 40 km/h @ 23A

roue de 22 “ = 27 mph / 43 km/h @ 27A

roue de 24 “ = 29 mph / 46 km/h @ 32A

roue de 26 “ = 30 mph / 48 km/h @ 36A

roue de 29 “ = 33 mph / 52 km/h @ 44A

75V

roue de 16 “ = 31 mph / 49 km/h @ 24A

roue de 20 “ = 36 mph / 57 km/h @ 37A

roue de 22 “ = 40 mph / 64 km/h @ 44A

roue de 24 “ = 42 mph / 67 km/h @ 52A

roue de 26 “ = 45 mph / 72 km/h @ 60A

roue de 29 “ = 48 mph / 76 km/h @ 74A

100V

roue de 16 “ = 41 mph / 65 km/h @ 34A

roue de 20 “ = 49 mph / 73 km/h @ 54A

roue de 22 “ = 52 mph / 83 km/h @ 65A

roue de 24 “ = 55 mph / 88 km/h @ 78A

roue de 26 “ = 58 mph / 92 km/h @ 91A

roue de 29 “ = 61 mph / 97 km/h @ 111A

125V

roue de 16 “ = 51 mph / 81 km/h @ 46A

roue de 20 “ = 60 mph / 96 km/h @ 75A

roue de 22 “ = 64 mph / 102 km/h @ 91A

roue de 24 “ = 68 mph / 108 km/h @ 109A

roue de 26 “ = 71 mph / 113 km/h @ 127A

roue de 29 “ = 74 mph / 118 km/h @ 155A

(information fournie par nos collègues de electricbike.com)

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