Самий потужний електромотор для човна

Який човновий електродвигун вважати найпотужнішим? Той, який споживає велику потужність від акумуляторної батареї? Чи може бути той, який легко штовхає вперед навіть важку човен, споживає маленький струм і довго працює від акумуляторів?

Бензиновий і електричний двигуни для човна

Човнові електромотори можуть розвивати ту ж тягу, що і двигуни внутрішнього згоряння володіючи при цьому значно меншою потужністю на валу. Це відбувається завдяки різній формі кривих крутного моменту електричного і бензинового двигунів. У двигуна внутрішнього згоряння графік крутного моменту має виражений пік, з-за якого максимальний момент доступний тільки в обмеженому діапазоні обертів вала. Залежність крутного моменту від обертів електродвигуна у набагато більш плоска і його достатньо при будь-якій частоті обертання

Максимальний крутний момент і потужність – це важливі характеристики двигуна. Момент визначає здатність швидко прискорюватися і тягнути вантаж, а потужність (приведена до ваги) максимальну швидкість. Крутний момент залежить від числа обертів вала. У різних типів двигунів ця залежність має свій вигляд. У електродвигуна швидкість перетворення енергії від акумуляторної батареї не пов'язана з частотою обертання вала. У двигунах внутрішнього згоряння із зростанням числа обертів тиск і температура зростають і досягають оптимального поєднання при певній частоті обертання на яку припадає пік крутного моменту.

Полога характеристика моменту дозволяє встановлювати на човнові електромотори більш ефективні гребні гвинти. ККД гребного гвинта у деяких електромоторів для невеликих човнів в три рази вище, ніж у підвісних бензинових двигунів того ж класу.

Яка буває потужність

Виробники човнових моторів використовують різні види потужності. Зустрічаються потужність на валу, споживана потужність і навіть тяга. Тому перш ніж порівнювати човнові електромотори різних марок потрібно привести наявні дані до «спільного знаменника»

Єдиний критерій для порівняння важливий. Потужності, виміряні в різних місцях, істотно відрізняються один від одного. Мотор, що розвиває на валу 4 л. с., на гвинті видає всього 1 л. с.

Споживана потужність на валу і на гвинті

Гребний гвинт перетворює енергію двигуна в силу, яка долаючи опір води і повітря рухає човен уперед з вибраною швидкістю. Частина енергії при цьому втрачається і потужність, що йде на рух судна, завжди менша від тієї, що споживає двигун. Rt   опір води; Pe — ефективна (буксирувальна) потужність; Pt — потужність на гвинті; Рв — потужність на валу; Pb — потужність двигуна. T — тяга; V — швидкість

Споживана потужність – часто використовується як характеристика електродвигуна для човна (потужність = струм х напруга). Вимірюється у Ватах або кінських силах. Виробники бензинових або дизельних човнових моторів цей вид потужності не використовують. Однак для двигуна внутрішнього згоряння споживану потужність можна підрахувати, якщо помножити теплотворну здатність палива на його витрати.

Потужність на валу – використовують виробники підвісних бензинових човнових моторів. Цей вид потужності вважається також як у автомобіля (потужність = крутний момент х кутова швидкість). Одиниця виміру – кінські сили або вати. Потужність на валу враховує втрати в редукторі, але не враховує втрати на гвинті, які становлять від 20 до 70%.

Потужність на гвинті – більше ста років служить загальноприйнятою характеристикою двигуна в суднобудуванні. Враховує всі втрати потужності і визначає енергію, передану човні двигуном.

Тяга човнової електромотора

Під час обертання гвинта на поверхнях лопатей виникає підйомна сила. Складова цієї сили спрямована по осі руху човна називається упором або тягою. Вона характеризує ту частину підйомної сили, яка штовхає судно вперед.

Корисна потужність, вироблювана човновим гвинтом, дорівнює його тязі, помноженої на поточну швидкість човна. В характеристиках електромоторів виробники завжди вказують максимальне значення тяги. Зробити по ній висновок про потужності електромотора на гвинті без установки датчиків і проведення вимірювань не можна.

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

Ротор, щеточный узел и щетки лодочного электромотора. Щетки и кольца служат источником потерь и снижают надежность электромотора. В мощных лодочных электромоторах двигатели постоянного тока не используют

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.