Самый мощный электромотор для лодки. Самый мощный электродвигатель
Самый мощный электромотор для лодки
Лодка с электродвигателем бесшумна и всегда готова к работе. Мотор не надо заводить, он постоянно включен и в этом состоянии не потребляет энергии. В режиме ожидания работают только электронные компоненты, энергопотребление которых измеряется миллиамперами и не влияет на состоянии аккумуляторной батареи.
Поскольку назначение электромотора для лодки бесшумно перемещать рыбака между точками лова или вдоль береговой кромки, то высокая мощность электрическому двигателю не нужна и одна или несколько 12-вольтовых аккумуляторных батарей способны обеспечивать его энергией в течении нескольких десятков часов.
Если требуется больше мощности
Согласно закону Ома, потери мощности в проводнике пропорциональны его сопротивлению и квадрату тока, протекающего через него, поэтому если ток возрастает вдвое, потери возрастают в четыре раза. Если ток растет в десять раз, потери увеличиваются в сто раз.
Если на лодке используется напряжение 12 вольт, то через устройство мощностью 1000 -1200 Вт может протекать пиковый ток от 80 до 100 ампер. Если бы для подключения лодочного оборудования использовались обычные бытовые провода, то потери напряжения составляли бы до 15% только за счет сопротивления кабеля. Чтобы избежать потерь и перегрева кабелей, сопротивление стараются свести к минимуму. Для этого используется два основных средства – уменьшают длину кабеля между аккумулятором и мотором и увеличивают его сечение.
Из-за квадратичной зависимости потерь от тока, мощные электромоторы для лодок выпускают рассчитанными на напряжение 24, 36 или 48 вольт. Если максимальный ток мотора ограничить 50 А, то при напряжении 12 Вольт можно подключить мотор мощностью 600 Ватт, при напряжении 24 Вольта – 1200 ватт, а при напряжении 36 вольт – 1800 ватт. Естественно, напряжение в системе должно соответствовать напряжению мотора, иначе он просто выйдет из строя.
Электромотор для лодки Minn Kota Terrova развивает тягу 55 lbs (25 кг) и на максимальной скорости потребляет ток 50 А, а его электрическая мощность составляет 600 ватт. Для подключения такого мотора необходим кабель сечением 13 мм2(AWG 6). Точно такой же кабель подойдет для подключения 24-вольтового электромотора Terrova 80 с потребляемой мощностью 1200 Ватт.
Самые мощные электромоторы для лодок
В описаниях лодочных моторов встречаются разные виды мощности — мощность на валу, потребляемая мощность и тяга. Чтобы выяснить какой лодочный электромотор самый мощный, нужно сначала привести данные к «одному знаменателю», а затем сравнить.
Выбор единого критерия для сравнения важен, поскольку между видами мощности существует большое отличие — мотор с мощностью на валу 4 л. с., обладает всего 1 л.с. на винте.
Разные виды мощности и силы действующие на судно. Rt — сопротивление воды; Pe — эффективная (буксировочная) мощность; Pt — мощность на винте; Pв — мощность на валу; Pb — мощность двигателя. T — тяга; V — скоростьВ судостроении более ста лет общепринятой характеристикой двигателя является мощность на винте, поэтому разберемся с понятиями:
Потребляемая мощность – часто используется как характеристика электродвигателя для лодки (мощность = ток х напряжение). Выражается в Ваттах или лошадиных силах. Этот тип мощности не используется с бензиновыми или дизельными лодочными моторами. Однако для них она также может быть определена — для этого надо умножить расход топлива на его теплотворную способность.
Мощность на валу – мощность бензиновых лодочных моторов, аналогичная мощности автомобиля (мощность = крутящий момент х угловая скорость). Эта мощность также измеряется в лошадиных силах или ваттах и учитывает потери энергии в редукторе мотора, но не учитывает потери мощности на винте, которые составляют от 20-70%.
Мощность на винте – показатель используемый при проектировании судов. Измеряется в ваттах или лошадиных силах, учитывает все потери мощности мотора и определяет энергию, передаваемую лодке двигателем.
| Наименование | Torqeedo Cruise 2.0 | Torqeedo Travel 1003S | Minn Kota Terrova 112 | MotorGuide Xi5 105 | Minn Kota Terrova 80 | Minn Kota Traxxis 55 |
| Потребляемая мощность, Вт | 2000 | 1000 | 1476 | 1344 | 600 | |
| Рабочее напряжение | 29.6 | 29.6 | 36 | 36 | 24 | 12 |
| Мощность на винте, Вт | 1120 | 480 | — | — | — | — |
| Тяга, lbs * | 115/172.5 | 68/102 | 112 | 105 | 80 | 55 |
| Полный КПД, % | 56 | 48 | — | — | — | — |
| Вес без аккумуляторов, кг | 16.2 | 8.9 | 31 | 27 | 27 | 13.6 |
| Длина штанги, см | 72.5 | 62.5 | 152 | 152 | 152 | 107 |
| Установка | Транец | Транец | Нос | Нос | Нос | Транец |
| Максимальный вес лодки, кг | 3000 | 1500 | 2500 | 2500 | 1850 | 1450 |
* Для сравнения статической тяги Torqeedo с тягой обычного электромотора к значениям статической тяги Torqeedo необходимо добавить 50%
Тяга электромотора
Тяга — еще одна часто используемая характеристика электромоторов для лодок. Она измеряется в фунтах или ньютонах (lbs) и характеризует силу, возникающую при вращении винта. Тяга определяется в ходе испытаний, во время которых лодка соединена с пирсом, а ее двигатель работает на полную мощность. Испытания проводятся в спокойной воде, в безветренную погоду, на достаточной глубине и расстоянии от берега.
Тягу используют при выборе электромотора для лодки определенного размера и веса. Если предполагаемые условия эксплуатации лодки отличаются от тестовых, то выбирают мотор с большей тягой.
Тяга и мощность связаны следующим образом. Во время вращения лодочного винта возникает сила, которая заставляет лодку двигаться и преодолевать сопротивление воды и ветра. Перемещая лодку сила совершает работу. Мощность, которую необходимо подводить к винту для выполнения этой работы равна сопротивлению воды, умноженному на скорость лодки.
N = R*v
Так как из-за неэффективности системы часть энергии теряется, мощность, затрачиваемая на движение судна, меньше потребляемой двигателем.
Тяга, указываемая производителем электромотора для лодки — это максимальная тяга, которую он развивает. Если лодка двигается со скоростью 2 узла или 1м/с и электромотор работает на полную мощность, то сопротивление движению на этой скорости составляет
55 lbs = 0,245 кН
(0,245 кН) * (1 м / с) = 0,245 кНм / с = 0,245 кВт ~1/3 л.c.
Если эффективность винта лодочного мотора – 50%, то мощность, подводимая к винту равна 0,49кВт или 2/3 л.с. КПД электромотора около 80%, поэтому потребляемая мотором мощность — 0,62 кВт, а ток 26 ампер в 24-вольтовой системе и 52 А в 12 вольтовой.
Различные способы оценки эффективности электромотора для лодкиЭти расчеты опираются на предположение, что тяга электромотора известна на определенной скорости. Но на практике без установки датчиков и проведения измерений такие данные не доступны, поэтому сделать заключение о мощности электромотора по его тяге без данных о скорости нельзя.
Тяга и скорость лодки
Поскольку тяга — это статическая характеристика силы, толкающей лодку, не обязательно, что большая тяга приведет к большей скорости движения. Скорость лодки с электромотором в первую очередь зависит от шага винта и числа оборотов двигателя.
Если известно число оборотов двигателя и шаг винта 4” (винт Minn Kota) можно вычислить скорость с которой электромотор толкает или тянет небольшую лодку. Для этого воспользуемся следующей формулой:
Шаг винта в дюймах, умножим на число оборотов двигателя в минуту и на 0,85 (коэффициент проскальзывания винта). Получим дюймы в минуту. Разделив результат на 12 — футы в минуту. Футы в минуту, умноженные на 60 равны футам в час. Футы в час, деленные на 5280 (количество футов в миле) дадут мили в час.
((4 х 1540 х 0,85) / 12) х (60/5280) = 4,96
Сравнение эффективности и мощности электромоторов для лодок и лодочных бензиновых двигателей. (по данным компании Torqeedo)После того как с видами мощности разобрались, приведем характеристики разных моторов к мощности на винте и сравним между собой.
Какой электромотор для лодки лучше
Как видно из графика некоторые мощные электромоторы для лодок превосходит 2-6 сильные бензиновые двигатели не только по эффективности, но и по мощности (мощность на винте в серии электромоторов Torqeedo Cruise от 5 до 20 л.с.). Причина этого — кривая крутящего момента двигателя внутреннего сгорания. Она имеет выраженный пик в ограниченном диапазоне оборотов вала, а график крутящего момента электрического мотора пологий и его достаточно при любых оборотах двигателя.
Форма крутящего момента позволяет электромотору Torqeedo использовать винт, КПД которого в три раза выше чем у тех, что устанавливаются на бензиновых моторах и эффективный винт толкает лодку с той же силой, даже при меньшей мощности на валу.
Существует три характеристики эффективного винта:
- Большой диаметр
- Большой шаг
- Низкая скорость вращения
Другими словами, моторы с высоким крутящим моментом могут использовать винты с высоким КПД, а остальные нет. Однако одного большого крутящего момента недостаточно, минимальной также должна быть разница между наибольшей и наименьшей величиной момента. Если это условие не соблюдается, винт придется проектировать под маленький момент, а эффективность работы при больших значениях снизится.
Бензиновые моторы малой мощности и троллинговые электромоторы для лодок используют одинаковые винты для широкого диапазона мощностей, но у лучших электрических двигателей винты выглядят по-разному. Для достижения высокого КПД их профили рассчитываются такими же методами трехмерного моделирования как у кораблей и подводных лодок, а все параметры – диаметр, длина хорды, шаг, угол наклона и толщина лопастей многократно оптимизируются.
Редуктор, винт и электрический двигатель электромотора для лодки TorqeedoЕще одна особенность мощного лодочного электромотора – электродвигатель. В троллинговые электромоторы устанавливают коллекторные электродвигатели постоянного тока. Но коллектор — это сложный и ненадежный узел с регулярно изнашивающимися щетками, которые являются источником дополнительного сопротивления. Чтобы этого избежать, в дорогих моделях устанавливают безколлекторные моторы с внешним ротором. Сила, вращающая такой ротор, создает в два раза больший крутящий момент, чем у мотора с традиционной компоновкой.
Крутящий момент дополнительно увеличивают, заменяя ферритовые магниты в 5-6 раз более мощными магнитами из редкоземельных материалов, а внешний ротор большого диаметра позволяет увеличить их количество вдвое по сравнению с мотором ротор, которого вращается внутри статора.
Благодаря таким конструктивным улучшениям лучшие электромоторы для лодок развивают в 20 раз больший крутящий момент по сравнению с традиционными моделями
fisherninja.ru
Самый мощный мотор • Технологии
Самый мощный мотор
Размеры чемпиона
На сегодняшний день самым мощным мотором является Wartsila-Sulzer RTA96-C. Весит этот мотор более двух тысяч трехсот тонн, а в длину его размер составляет двадцать семь метров, высота двенадцать метров.
В одну минуту количество оборотов составляет сто два оборота, но крутящий момент целых семь миллионов шестьсот три тысячи ньютон на метр. Мощность такого огромного гиганта равняется ста восьми тысячам девятистам двадцати лошадиным силам.
Четырнадцатью мощными цилиндрами обладает самый мощный мотор Wartsila-Sulzer RTA96-C. Каждый цилиндр выдает по семь тысяч семьсот лошадиных сил, объемы цилиндров равняются тысяча восемьсот двадцати литрам, ну а общий объем двадцать пять тысяч литров. За час двигатель съедает шесть тысяч восемьдесят четыре литров топлива, потому что большие параметры требуют больших расходов.
Где его применяют?
В двадцати пяти экземплярах существует самый мощный мотор в мире. И еще планируется пустить в производство около ста таких моторов. Эти моторы установлены на больших кораблях, например, на таких как Emma Maersk. Так же как и мотор, корабль считается самым большим.
Судовой турбированный четырнадцати цилиндровый мотор, сконструирован «Aioi Works of Japan's Diesel United, Ltd». Доступность мотора происходит в двух модификациях , шести и четырнадцати цилиндровом исполнении.
Разработка мотора была создана специально для крупных грузовых судов. Сегодняшние гиганты, плавающие по морям, требуют все больших мощностей, а такой мотор как раз способен удовлетворить такие желания.
Питание для победителя
Мотор для самых больших судов в мире работает на дизельном топливе, а не на нефти. Допустим, если цена барреля нефти составляет пятьдесят пять долларов, тогда те шестьдесят пять с половиной баррелей в час, это неплохой результат. Притом если брать в расчет сто тысяч тонн топлива за путешествие.
Автолюбители часто хвастаются тем, что их машины динамичны и хороший объем мотора, и количеством лошадиных сил. Ну, в моторе Wartsila-Sulzer RTA96-C, этих лошадиных большое количество. Ни один из серийных двигателей в мире пока что не достиг таких лучших показателей. Главное качество морских перевозок это высокое КПД мотора.
Мотор Wartsila-Sulzer RTA96-C производится из качественного материала, применяется в изготовлении сталь и чугун. Нерентабельно для такого чугунного монстра использовать в производстве алюминиевые, титановые или сплавы из магния.
Исходя из особенностей инженера, можно сказать, что каждый цилиндр устроен как единственный. И расположен он в центре камеры сгорания. Также имеется три маленьких клапана, которые впрыскивают топливо в форсунки. Самый большой клапан является выпускным, газы, исходящие от него, идут в коллектор и следом к четырем турбокомпрессорам.
Секреты устройства
Внутренности этого гигантского мотора сделаны немного по-другом, чем обычные автомобильные двигатели. Топ – шатун непосредственно подключен к поршню. Он дает главные направления в руководстве с каналами. Корейцкопф поршень соединяется с длинным стержнем поршня. На поршневых полых трубках имеются шипы, то есть отверстия, идущие до днища поршней. В поршень заливается масло, оно держится в верхней части поршня, чтоб не перегревалось. Гильзы цилиндров сделаны из литого чугуна. Размер шпилек превышает все мыслимые.
Супертанкеры и контейнеровозы в последнее время стали очень популярными среди компаний судоходов. Поэтому, по всему миру стали чаще заказывать в производство такие гиганты-моторы как Wartsila-Sulzer RTA96-C. Данный элемент судостроительного рынка стал весьма развивающимся. Такие моторы нужно чаще совершенствовать и разрабатывать что – то новое.
Разработчик мотора, фирма Wartsila, одна из крупнейших лидеров на рынке дизельных моторов, которые отличаются большой мощностью. В 1991 году компания изготовила свою линию судовых моторов, которую и назвала Wartsila - Sulzer.
samogoo.net
Siemens создала самый мощный электродвигатель для самолетов
Экология технологий. Известная в области электротехники и альтернативной энергетики германская компания Siemens объявила о создании
Известная в области электротехники и альтернативной энергетики германская компания Siemens объявила о создании уникального на данный момент электромотора, предназначенного для самолетов, который по номинальной мощности в пять раз превосходит всех существующих ныне конкурентов. По словам представителей компании, их разработка способна открыть новую веху в развитии современной авиации, для которой электродвигатели пока что оставались практически неизвестным направлением.
Те одинокие попытки поднять в небо самолет на электроэнергии, больше напоминали забавы аматоров. Созданный же инженерами Siemens мотор способен генерировать мощность в 260 киловатт, чего достаточно для взлета двухтонного воздушного судна. А это, на секундочку, габариты современных легкомоторных самолетов, рассчитанных на 2-4 человек.
То есть уже сейчас можно говорить о том, что у малой коммерческой авиации появились предпосылки для перехода на новое топливо. И даже если в чистом виде ставить в моторный отсек самолета один лишь электродвигатель не получится (аккумуляторные батареи пока не способны обеспечить должного запаса энергии), то перспективы создания летательных аппаратов с гибридным типом привода просматриваются уже весьма отчетливо.
Что касается технических характеристик разработки, то из устного перевода немецкого пресс-релиза стало известно, что скорость вращения мотора в ходе испытаний составила 2500 оборотов в минуту, а вес получился более чем скромным – всего 50 килограмм.
Уже к концу нынешнего года в компании Siemens намерены установить электродвигатель на небольшой самолет и провести его летные испытания. Если они подтвердят все расчеты, то в компании намерены взяться с еще большей интенсивностью за создание более мощных электромоторов.
Отметим, что эксперты современной авиационной отрасли заявляют, что теоретически уже сейчас возможно создание гибридных силовых установок для самолетов, достаточных по мощности для поднятия в небо 100-местных летательных аппаратов. По оптимистических прогнозах, реализованы такие проекты могут быть уже к 2020 году, так как активность многих компаний в этом направлении после появления нового электродвигателя от Siemens, многократно возрастет.опубликовано econet.ru
econet.ru
