Тяга lbs что это

Рекомендации по выбору электромотора и уходу за ним

Итак, Вы решили приобрести лодочный электромотор. Но какую модель выбрать? Какими он должен обладать характеристиками?

В отличие от бензиновых моторов лодочные электромоторы подразделяются по мощности, измеряемой не в киловаттах или лошадиных силах, а по развиваемой ими тяге (lbs).

Тяга – основная характеристика электромотора, это усилие, которое способен развить данный мотор. Тяга представляет собой постоянно действующую силу, возникающую в результате работы электродвигателя, она также зависит от формы, шага и размера винта, а также скорости его вращения. В свою очередь, винты, которыми комплектуются электромоторы, рассчитаны на развитие максимального ускорения сразу после запуска электродвигателя.

Как правило, величина тяги указывается в его названии модели лодочного электромотора. Однако, следует учесть, что часто в наименовании используется американская единица измерения – фунт, которую для перевода в привычную нам метрическую систему необходимо умножить на 0,45 (1 фунт = 0,45359237 кг).

Пример: Электромотор Moratti Bady 30 обладает тягой 30 фунтов или 13,5 кг.

Необходимая величина тяги электромотора находится в прямой зависимости от водоизмещения Вашей судна. Именно, поэтому при описании технических характеристик той или иной модели лодочного электромотора обязательно указывается максимальные водоизмещение и габариты лодок, на которых их рекомендуется использовать.

Для удобства определения подходящей именно для Вашей лодки тяги электромотора, был составлен приведенный ниже график:

Пользоваться данным графиком очень просто. К примеру, Ваша лодка весит 450 кг. С грузом, электромотором, запасом топлива (аккумулятором), пассажирами вес (водоизмещение) лодки доходит до 850 кг. Отмечаем на горизонтальной оси данное значение водоизмещения. Далее находим на вертикальной оси соответствующее значение тяги, которое измеряется в фунтах, получаем значение 40 lbs. Электромотор именно с такой тягой будет оптимален для Вашей лодки.

А что если поставить электромотор с большей тягой – пойдет ли наша лодка быстрее?

Попробуем ответить на этот вопрос. Для начала, немного теории. Прежде всего, необходимо учесть, что лодка под управлением электромотора движется в водоизмещающем режиме, то есть поддерживается на плаву за счет силы Архимеда, вследствие чего частично погружена в воду. В таком режиме невозможно развить большую скорость из-за большого сопротивления воды.

Соответствие размеров судна и скоростью его движения определяется через число (формулу) Фруда. Для водоизмещающих судов число Фруда всегда меньше единицы, как правило, 0,2-0,3.

Максимальные скорости лодок, двигающихся в водоизмещающем режиме, приведены ниже в таблице:

Теперь становится понятно, почему электромоторы не для стремительных гонок по воде, но идеальный вариант для любителей тихой спокойной рыбалки.

Таким образом, устанавливая на нашу лодку электромотор с большими показателями тяги, мы сможем добиться увеличения скорости максимум на 1-3 км/ч, но это при значительно больших затратах в стоимости как электромотора, так и аккумулятора. Тем более, что тяга и скорость связаны нелинейно – увеличение тяги на 30% увеличивает скорость всего на 10%. И в любом случае не сможем превысить пределов, указанных в приведенной выше таблице.

Выбрав электромотор, необходимо определиться с его питанием – аккумулятором.

Все лодочные электродвигатели делятся на два класса питания – 12 и 24 Вольта. Вариантов здесь немного – при 12-ти Вольтах мы подключаем один аккумулятор, при 24-х – два аккумулятора подключаются последовательно.

Аккумуляторы подразделяются на стартовые и тяговые.

Стартовые аккумуляторы используются в автомобилях и для запуска подвесных моторов. Их задача в короткое время (при старте) выдать значительную силу тока, дальше начинает работать уже двигатель внутреннего сгорания. Если применять стартовые аккумуляторы в качестве основного источника питания для электродвигателей, при глубоком разряде, они достаточно быстро разряжаются.

Тяговые аккумуляторы – специально разрабатывались для глубоких разрядов, для эксплуатации механизмов приводимых в действие электричеством и наиболее подходят для питания лодочных электромоторов.

При выборе конкретного аккумулятора, Вы должны представлять как часто планируете его использовать. Ну и конечно, цена играет не последнюю роль. Автомобильная стартовая батарея прослужит Вам 5-10 выходов на воду. Тяговый аккумулятор будет служить значительно дольше, хотя они и стоят в 2 раза дороже. Но в данном случае, данные затраты абсолютно оправданы.

Определение мощности аккумуляторной батареи напрямую связана с тягой Вашего электромотора. В таблице, приведенной ниже указаны показатели времени работы аккумулятора емкостью 100 А*ч для разных моторов.

То есть, одной зарядки аккумулятора емкостью 100 А*ч, при эксплуатации его на 50% мощности для питания электромотора с тягой 35 LBS хватит Вам на 6 часов НЕПРЕРЫВНОГО хода.

Конечно, приведенные цифры носят ориентировочный характер, так как они не учитывают конструктивных особенностей именно Вашего электромотора и лодки.

Система управления мотором.

Конструкторы ведущих производителей постарались максимально облегчить управление лодочным электромотором, чтобы позволить Вам полностью сосредоточиться на рыбалке. Вниманию пользователей представлено множество аксессуаров и дополнительных устройств.

Вы можете выбрать по своему вкусу ручное или ножное управление. Двигатели с ножным управлением оснащаются педалями с моментальным выключателем питания и позволяют полностью освободить руки, но педали и провода загромождают палубу лодки, что может быть неудобно если Вы рыбачите не один. «Ручники» обладают телескопическим румпелем (с изменяемым углом наклона для рыбалки стоя) и кнопочным управлением.

Многие современные модели оснащаются специальными системами регулировки мощности двигателя в зависимости от скорости движения, что в четыре-пять раз увеличивает отдачу с одного заряда аккумулятора. Системы автопилота и дистанционного управления электромоторов также уже становятся обычными атрибутами.

Как ухаживать за лодочным электромотором?

Сейчас на рынке представлено достаточно большое количество лодочных электромоторов и аксессуаров. Разобраться во всем этом многообразии достаточно сложно. Наша компания занимается продажей лодочных электромоторов уже более 7 лет. Приходите или позвоните нам, Мы поможем Вам разобраться в мире лодочных электромоторов, аккумуляторов и лодок. Мы поможем избежать неоправданных затрат и решим Ваши задачи, без неоправданных затрат. +7 (495) 7376937

Источник

Что такое тяга электромотора

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.

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 м/час или 7.98 км/ч

Сравнение эффективности и мощности электромоторов для лодок и лодочных бензиновых двигателей. (по данным компании Torqeedo)

ОПТИКА С АЗОТОМ

Источник

Как выбрать лодочный электромотор?

Как выбрать лодочный электромотор?

В отличие от бензиновых моторов лодочные электромоторы подразделяются по мощности, измеряемой не в киловаттах или лошадиных силах, а по развиваемой ими тяге (lbs).

Тяга – основная характеристика электромотора, это усилие, которое способен развить данный мотор. Тяга представляет собой постоянно действующую силу, возникающую в результате работы электродвигателя, она также зависит от формы, шага и размера винта, а также скорости его вращения. В свою очередь, винты, которыми комплектуются электромоторы, рассчитаны на развитие максимального ускорения сразу после запуска электродвигателя.

Как правило, величина тяги указывается в его названии модели лодочного электромотора. Однако, следует учесть, что часто в наименовании используется американская единица измерения – фунт, которую для перевода в привычную нам метрическую систему необходимо умножить на 0,45 (1 фунт = 0,45359237 кг).

Пример: Электромотор Minn Kota ENDURA 30 C2 обладает тягой 30 фунтов или 13,5 кг.

Необходимая величина тяги электромотора находится в прямой зависимости от водоизмещения Вашего судна. Именно, поэтому при описании технических характеристик той или иной модели лодочного электромотора обязательно указывается максимальные водоизмещение и габариты лодок, на которых их рекомендуется использовать.

Для удобства определения подходящей именно для Вашей лодки тяги электромотора, была составлена приведенная ниже график:

Пользоваться данным графиком очень просто. К примеру, Ваша лодка весит 450 кг. С грузом, электромотором, запасом топлива (аккумулятором), пассажирами вес (водоизмещение) лодки доходит до 850 кг. Отмечаем на горизонтальной оси данное значение водоизмещения. Далее находим на вертикальной оси соответствующее значение тяги, которое измеряется в фунтах, получаем значение 40 lbs. Электромотор именно с такой тягой будет оптимален для Вашей лодки.

А что если поставить электромотор с большей тягой – пойдет ли наша лодка быстрее?

Попробуем ответить на этот вопрос. Для начала, немного теории. Прежде всего, необходимо учесть, что лодка под управлением электромотора движется в водоизмещающем режиме, то есть поддерживается на плаву за счет силы Архимеда, вследствие чего частично погружена в воду. В таком режиме невозможно развить большую скорость из-за большого сопротивления воды.

Соответствие размеров судна и скоростью его движения определяется через число (формулу) Фруда. Для водоизмещающих судов число Фруда всегда меньше единицы, как правило, 0,2-0,3.

Максимальные скорости лодок, двигающихся в водоизмещающем режиме, приведены ниже в таблице:

Источник

Самый мощный электромотор для лодки

Какой лодочный электромотор считать самым мощным? Тот, который потребляет большую мощность от аккумуляторной батареи? Или может быть тот, который легко толкает вперед даже тяжелую лодку, потребляет маленький ток и долго работает от аккумуляторов?

Бензиновый и электрический моторы для лодки

Лодочные электромоторы могут развивать ту же тягу, что и двигатели внутреннего сгорания обладая при этом значительно меньшей мощностью на валу. Это происходит благодаря различной форме кривых крутящего момента электрического и бензинового двигателей. У двигателя внутреннего сгорания график крутящего момента имеет выраженный пик, из-за которого максимальный момент доступен только в ограниченном диапазоне оборотов вала. Зависимость крутящего момента от оборотов у электродвигателя гораздо более плоская и его достаточно при любой частоте вращения

Максимальный крутящий момент и мощность – это важные характеристики двигателя. Момент определяет способность быстро ускоряться и тянуть груз, а мощность (приведенная к весу) максимальную скорость. Крутящий момент зависит от числа оборотов вала. У разных типов двигателей эта зависимость имеет свой вид. У электродвигателя скорость преобразования энергии от аккумуляторной батареи не связана с частотой вращения вала. В двигателях внутреннего сгорания с ростом числа оборотов давление и температура возрастают и достигают оптимального сочетания при определенной частоте вращения на которую и приходится пик крутящего момента.

Пологая характеристика момента позволяет устанавливать на лодочные электромоторы более эффективные гребные винты. КПД гребного винта у некоторых электромоторов для небольших лодок в три раза выше, чем у подвесных бензиновых двигателей того же класса.

Какая бывает мощность

Производители лодочных моторов используют разные виды мощности. Встречаются мощность на валу, потребляемая мощность и даже тяга. Поэтому прежде чем сравнивать лодочные электромоторы различных марок нужно привести имеющиеся данные к «общему знаменателю»

Единый критерий для сравнения важен. Мощности, измеренные в разных местах, существенно отличаются друг от друга. Мотор, развивающий на валу 4 л. с., на винте выдает всего 1 л.с.

Потребляемая мощность, на валу и на винте

Потребляемая мощность – часто используется как характеристика электродвигателя для лодки (мощность = ток х напряжение). Измеряется в Ваттах или лошадиных силах. Производители бензиновых или дизельных лодочных моторов этот вид мощности не используют. Однако для двигателя внутреннего сгорания потребляемую мощность также можно посчитать, если умножить теплотворную способность топлива на его расход.

Мощность на валу – используют производители подвесных бензиновых лодочных моторов. Этот вид мощности считается также как у автомобиля (мощность = крутящий момент х угловая скорость). Единица измерения – лошадиные силы или ватты. Мощность на валу учитывает потери в редукторе, но не учитывает потери на винте, которые составляют от 20 до 70%.

Мощность на винте – более ста лет служит общепринятой характеристикой двигателя в судостроении. Учитывает все потери мощности и определяет энергию, передаваемую лодке двигателем.

Тяга лодочного электромотора

Во время вращения винта на поверхностях лопастей возникает подъемная сила. Составляющая этой силы направленная по оси движения лодки называется упором или тягой. Она характеризует ту часть подъемной силы, которая толкает судно вперед.

Полезная мощность, производимая лодочным винтом, равна его тяге, умноженной на текущую скорость лодки. В характеристиках электромоторов производители всегда указывают максимальное значение тяги. Сделать по ней вывод о мощности электромотора на винте без установки датчиков и проведения измерений нельзя.

Тягу определяют в ходе испытаний, во время которых лодку соединяют с пирсом динамометром и заставляют двигаться вперед. Проверку проводят на спокойной воде, в безветренную погоду, на достаточной глубине и расстоянии от берега. Для носовых лодочных электромоторов значение тяги чаще всего указывают в фунтах силы (lbs).

Потери мощности в лодочном электромоторе

Общая эффективность силовой установке на лодке с двигателем внутреннего сгорания около 15%. Для судна с электромотором такой показатель – непозволительная роскошь. Считается, что лодочный электродвигатель работает эффективно, если с учетом потерь на винте его КПД около 50 %. При этом КПД электромотора должен быть не менее 80%, а винта не мене 63%.

Потери мощности пропорциональны сопротивлению проводника и квадрату протекающего через него тока. Если ток возрастает вдвое, потери возрастают в четыре раза. Если ток растет в десять раз, потери увеличиваются в сто. Уменьшить ток и потери можно, если повысить напряжение в цепи.

Общепринятое на сегодня напряжение мощных лодочных электромоторов 48 вольт, но для небольших лодок подходят и 24-вольтовые модели. При силе тока 50 А максимальная мощность электромотора в 12-вольтовой системе составит 600 Ватт, а в 24 Вольтовой – 1200 Ватт

Второй способ снизить потери в цепи постоянного тока – это увеличить сечение кабеля. Правильно подобранный кабель повышает эффективность и безопасность электрической системы, устраняет локальный перегрев и снижает потери энергии.

Высокий КПД имеет винт с большим диаметром, шагом и низкой скоростью вращения. Однако с таким винтом может работать только мотор, развивающий высокий крутящий момент.

Редуктор служит источником дополнительного шума и потерь. В профессиональных электромоторах их стараются не использовать

Большинство гребных винтов для подвесных моторов небольших лодок созданы на основе испытаний проведенных еще в 1940–1960-х годах прошлого века. Общие принципы проектирования, появившиеся тогда, систематизированы в виде таблиц и графиков и используются изготовителями до сих пор.

При разработке современных винтов используют другой подход. Сначала на компьютере создают трехмерную модель, а затем шаг и кривизну профиля винта оптимизируют для каждого сечения с учетом изменяющихся вдоль диаметра условий обтекания потоком воды. Винты этого типа называют винтами с переменным шагом. Их потери меньше, а КПД выше.

Виды электромоторов

Подвесные

Подвесные электромоторы устанавливают на транце или реже на носу лодки. В стандартном исполнении электромотор соединяется с системой рулевого управления, в моделях с румпелем лодкой управляют поворачивая двигатель. Мощность румпельных электромоторов варьируется от 1 до 4 кВт, а у моделей с рулевым управлением достигает 15 кВт.

Как правило мощные подвесные электромоторы рассчитаны на напряжение 24-48 Вольт. 24 вольтовый электрический двигатель мощностью 2,2 кВт развивает на винте тягу 124 lbs и сопоставим по этому показателю с подвесным бензиновым мотором мощностью 6,5 л.с. Двигатель мощностью 15 кВт эквивалентен бензиновому мотору 35 л.с

В подвесных лодочных электромоторах используют асинхронные двигатели переменного тока или синхронные двигатели на постоянных магнитах. Оба типа двигателей бесщеточные, не имеют изнашивающихся частей и не требуют обслуживания.

Pod электромоторы

POD электромоторы подходят как для однокорпусных лодок и катеров, так и для катамаранов

Фиксированные POD электромоторы бывают мощностью от 1 до 25 кВт. Они подходят как для небольших лодок, сдающихся в прокат, так и для судов весом несколько тонн

Электромотор состоит из блока управления и гондолы внутри которой установлен асинхронный или BLDC электродвигатель. Гондола аэродинамической формы крепится к днищу судна фланцами из нержавеющей стали между килем и рулем. Чтобы избежать вибрации на руле, вызванной турбулентностью за винтом, и снизить сопротивление потоку воды гондолу стараются располагать ближе к килю.

Фиксированный (слева) и поворотный Pod электромоторы. Внутри корпуса, находящегося под водой, находится только двигатель. Электроника и органы управления расположены на борту судна

Производится две модификации POD электромоторов — фиксированная и поворотная. Поворотная модель соединяется с системой рулевого управления или румпелем и обеспечивает более высокую маневренность судна

Электрические лодочные моторы типа Pod выпускаются мощностью от 1 до 25 кВт.

Бортовые лодочные электромоторы

В бортовой силовой установке электродвигатель устанавливают внутри судна и соединяют с винтом валопроводом. Бортовым моторам требуется принудительное охлаждение. В зависимости мощности электродвигателя оно может быть воздушным или водяным.

Установка бортового электромотора на лодку сложнее чем подвесного или POD. Дополнительно потребуется вал, муфта, сальник, втулка Гудрича (дейдвудный подшипник), дейдвудная труба. Валы электромотора и винта необходимо центрировать – они должны иметь общую ось. При неправильной установке возможны протечки через сальник

Электромоторы для профессионального использования

Если лодка или катер используется для перевозки туристов, организации экскурсий или водных прогулок, то электрическая установка может оказаться выгоднее двигателя внутреннего сгорания. Экономия достигается из-за более низкой стоимости энергии и практически нулевых затрат на техническое обслуживание.

Установка подвесного лодочного электромотора для профессионального использования Aquamot на небольшой катамаран

Сравнение показывает, что при коммерческой эксплуатации судна переход с бензинового на электрический двигатель окупается за 1-2 года. Однако для этого профессиональный лодочный электромотор должен отвечать определенным требованиям:

Надежность

Корпуса профессиональных лодочных электромоторов отливают из алюминия, а затем дополнительно наносят многослойное антикоррозионное покрытие. Вал делают из нержавеющей стали, а винт из бронзы. Для защиты от коррозии устанавливают жертвенный анод

В мощных электромоторах для лодок используют асинхронные двигатели переменного тока или BLDC PM электродвигатели, которые также называют вентильными. Питание вентильных двигателей осуществляется от импульсных источников энергии. При этом импульсы напряжения подаются на обмотки статора в заданные моменты времени – при определенном положении ротора относительно статора. Положение ротора определяют датчики, которые, как и импульсный источник питания, в моторах небольшой мощности находятся на печатной плате, расположенной внутри подводной части электромотора.

Зеленая плата в центре электромотора — электронный коммутатор, который заменяет щетки и кольца. Слева та же плата в увеличенном виде. В окружении воды электронные компоненты иногда работают не стабильно и отказ всего одного элемента на плате влечет за собой выход из строя всего электромотора. Заменять приходится плату целиком — это увеличивает стоимость ремонта, время простоя электромотора и срок его окупаемости при профессиональном использовании

Внутри корпуса трехфазного асинхронного двигателя дополнительных электронных компонентов нет. На долговечность двигателя влияют только подшипники и обмотки, однако качество этих элементов в настоящее время таково, что асинхронные двигатели служат до 50 000 часов без осмотра и ремонта. Асинхронные двигатели просты, надежны и эффективны. КПД мощного электродвигателя 85-92%, что на 30% выше, чем у двигателя постоянного тока, и на 40-50% больше, чем у двигателя внутреннего сгорания.

Система безопасности электромотора для коммерческих лодок имеет как механические, например, заданный предел прочности киля, так и электронные средства защиты. Электромотор отключается при перегрузке по току, при пониженном и повышенном напряжении аккумуляторов

Экономичность

Высокий КПД достигается только при последовательном и тщательном улучшении всех элементов электромотора. Потерь мощности стараются избежать во всех узлах. Воздушный зазор в двигателе, конструкция ротора, изоляция обмоток оптимизируют на компьютере так, чтобы электродвигатель подходил для использования на лодках.

Корпуса двигателей и винты проектируют по тем же правилам, что и в коммерческом судостроении. Сначала рассчитывают обтекание подводных частей по трехмерной модели, а затем результаты проверяют на натурных гидродинамических испытаниях.

Редуктор, который устанавливают на некоторых моделях лодочных электромоторов не используют. Вместо этого вал электродвигателя напрямую соединяют с винтом, и конструируют двигатель таким образом, чтобы его обороты совпадали с оптимальными для винта

В результате во время движения электромотор не теряет мощность, не создает дополнительное сопротивление и способен долго работать на одной зарядке аккумулятора

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Источник