Аккумуляторный двигатель своими руками

Идеи самодельной техники из шуруповерта

  • Что можно своими руками сделать из шуруповерта
  • Сборка походного электрогенератора или ветрогенератора
  • Создание из шуруповерта болгарки
  • Делаем из шуруповерта триммер или газонокосилку

А каковы функциональные возможности той или иной модели? Их определяют величиной мощности, крутящего момента, а также тем, есть ли ударная функция.

Интересный нюанс заключается в том, что своими руками на дому из шуруповерта можно сделать разнообразную технику и инструменты, которые потом сгодятся для применения в быту. Если вы поставили перед собой такую задачу, то приготовьте не только электроинструмент, но и дополнительные материалы и детали. Без них переделать шуруповерт у вас не получится.

В такой работе есть свой резон. В том смысле, что каждое самодельное устройство вам обойдется дешевле по сравнению с заводскими аналогами. И тогда ваш ручной труд будет более эффективным. Всю нагрузку возьмет на себя автоматика.

Что можно своими руками сделать из шуруповерта

Данные особенности конструкции, а также технические характеристики важны. От них зависит, какие вы сможете собрать самоделки из шуруповерта. На электроэнергии работает вся бытовая техника и электроинструменты. При этом работу выполняют электромоторы разной конструкции и мощности. Они питаются переменным или постоянным видом тока.

И потому вполне реально на базе шуруповерта или из некоторых его деталей своими руками собирать такие технические устройства:

— садовый измельчитель веток и травы;
— триммер (электрокоса);
— генератор ручной походный ;
— гравер (мини-дрель, дремель, бормашинка);
— ветрогенератор;
— газонокосилка;
— болгарка;
— мини-станки: сверлильный, шлифовальный, рейсмусовый, токарный, распиловочный, заточный;
— инструмент для вязки арматуры;
— привод, который открывает ворота;
— средства передвижения для детей: квадрацикл, велосипед, самокат;
— маленький ледобур, ямобур, миксер строительный или кухонный.

ВАЖНО! Если модель ударного типа мощная, то из нее можно сделать трамбовку для бетона, используя специальную насадку. Чтобы реализовать каждый вариант, вам потребуется время. Оно будет разным. А еще вам необходимо быть готовым к дополнительным затратам. Кстати, они незначительные. В некоторых случаях затрат не будет вообще.

Сборка походного электрогенератора или ветрогенератора

Чтобы сделать динамо-машину, нет необходимости радикально модифицировать изделие. Ведь все, что нужно для того, чтобы сделать походный генератор, в конструкции девайса уже есть. Понадобятся лишь незначительные доработки.

С оборудованием, созданным своими руками, можно производить зарядку аккумуляторов 6 или 12 V. Для переделки сгодится электрический инструмент, у которого рабочее напряжение от 18 V и выше.

Модификацию делают так. Сперва производят разборку электрошуруповерта. Потом выпаивают электронную плату. Вместо батарей нужно поставить внутрь аккумуляторного корпуса подходящий по габаритам и техническим характеристикам диодный мост. Также сделайте удобную для вас ручку с рукояткой. Конец без рукоятки нужно закрепить в патроне.

ВАЖНО! Диодный мост нужен для того, чтобы рукоятка электрогенератора крутилась в любом направлении. Чтобы получить несложный ветрогенератор, вместо рукоятки можно вставить насадку с лопастями.

Снимаем патрон с редуктором, то есть роторную часть. В патрон вставляем вал электромотора. Болтами прикрепляем к шестерне редуктора круглую пластину из металла, толщина которой примерно 1 мм. Она станет основой для того, чтобы фиксировать лопасти, которые могут быть выполнены, скажем, из пластиковых труб. Затем одеваем зажим с хомутом на вал, который расположен между патроном и шестеренкой.

Основу в форме прямоугольника вырезаем из фанеры. Можно использовать для этого и тонкий металл. Зажимом и хомутом крепим к ней двигатель с патроном. Для этого заранее нужно просверлить в нужных местах отверстия под крепление.

Для того чтобы защитить ветрогенератор, например, от пыли и осадков, сделайте кожух из-под обыкновенной баночки для кофе. Вставляем основание с двигателем и патроном внутрь. Берем клей и закрепляем элементы. Для закрепления крышки нужен герметик.

Сделанные лопасти присоединяем к круглой пластине агрегата. Делаем флюгер, на один из концов которого монтируем собранный генератор. К выходам мотора подсоединяем проводки. И теперь остается только проверить выходное напряжение. Делают это, используя мультиметр, во время вращения лопастей.

ВАЖНО! Есть много вариантов ветрогенераторов. К опоре пристраивают даже весь шуруповерт, снабженный насадкой с лопастями.

Создание из шуруповерта болгарки

Есть немало вариантов, как переделать инструмент. Проще всего использовать готовые или самодельные насадки или переходники. Один его конец фиксируем в патроне. Ко второму концу нужно прицепить диск.

Преобразовать в болгарку дрель-шуруповерт можно еще с помощью насадки специального типа, которая оснащена редуктором. Для этого разбираем электроинструмент, демонтируем его редуктор и вместо него производим установку насадки. И у вас на руках инструмент, который очень напоминает углошлифовальную машину.

Покупка такой специальной насадки обойдется недешево. А на модификацию уйдет много времени. Для изготовления самодельных насадок используют шпильки подходящего диаметра, гайки, шайбы. Их можно использовать даже с аккумуляторными электрошуруповертами.

ВАЖНО! Конечно, самоделки менее эффективны по сравнению с заводскими болгарками. Разница скоростей вращения насадок большая. Примерно 3000 об/мин у шурупогайковерта против 11000 об/мин у угловой шлифовальной машины. Маленькая мощность вместе с маленькой скоростью существенно ограничивают функциональные возможности девайса, сделанного своими руками.

Приспособления, сделанные своими руками, рекомендуют применять лишь в экстренных случаях. Поскольку на переделываемом инструменте возможен реверс, то во избежание травм нужно контролировать направление вращения диска.

Делаем из шуруповерта триммер или газонокосилку

— кусок трубы из пластика длиной примерно 2 м;
— паяльник и набор для пайки;
— крепеж: саморезы, болты,гайки;
— пластиковый уголок 45 градусов;
— заглушка на трубу;
— 12 V мотор от электрошуруповерта и аккумуляторная батарея с него;
— провод;
— переходник с 40 на 50 мм для труб из пластика ;
— кнопка включения;
— ведро из пластика;
— зажимы контактные (крокодилы) – 2 шт;
— лезвия от канцелярских ножей.

Во время работы вам пригодятся также труба и уголок к ней диаметром 40 мм.

Процесс переделки начинается с того, что разбираешь электрошуруповерт, извлекаешь моторчик. Потом нужно прикрепить его к заглушке. В ней предварительно сверлят посадочные отверстия. Двумя винтами крепим электрический двигатель, припаиваем вывода к мотору. Производим установку электромотора. При этом нужно просунуть его проводки в трубе.

ВАЖНО! Маркером на трубке делаем метку в том месте, где будет расположен будущий выключатель. Далее к концам выходящих проводов нужно присоединить контактные зажимы для того, чтобы можно было быстро подключаться к аккумулятору.

Из переходника делаем аккумуляторный держатель, подключаем накопитель, соединяем переходник с трубкой. Из лезвий нужно сделать ножи. Используя обычный зажим для клемм, соединяем насадку с валом мотора. Из пластикового ведра делаем защитный кожух. К трубе приклеиваем деталь. Еще нужно проверить, насколько работоспособна конструкция.

ВАЖНО! Такое приспособление предоставляет возможность косить только тот покров травы, у которого мягкие стебли.

Есть много самых разных вариантов газонокосилок, которые базируются на сетевых моделях дрелей-шуруповертов.

Первым делом нужно создать из металла, фанеры и прочих материалов основание. К нему потом будут прикреплены колеса и ручка управления. Фиксация электрошуруповерта осуществляется хомутами или к стойке. Вставляем в патрон режущую насадку. Для защиты ног от разлетающейся травы, нужно прикрепить кожух к задней части основы.

Питание делают через кнопку. Но можно сделать его и напрямую от сети. Если вам нужна достаточно функциональная газонокосилка, то берите дрель-шуруповерт мощностью от 0,5 кВт.

Самодельный электромобиль — всё не так, как думаешь

Всем привет. Учась в университете я собрал маленький электромобильчик, ну или карт. Его фишкой было то, что всё управление электроприводом, включая тормоза было отдано самодельному контроллеру. И именно о том, как я делал этот маленький автомобильчик, и с какими подводными камнями столкнулся при постройке — хотелось бы рассказать в данном материале. Материал не претендует на уникальность, но для меня это был большой и интересный опыт.

Тема рассказа стоит на стыке аппаратного и программного аспектов. И в прошивке для контроллера я имел дело не с какими-то абстрактными понятиями или данными, а со вполне реальными «физическими» устройствами: реле, электродвигателем, транзисторами итп. Так что приведу кратенькую характеристику технической части, тот состав который был на момент всех танцев с бубном.

Основные узлы

Тяговый двигатель — коллекторный универсальный. Может работать как от постоянного, так и от переменного тока. Рабочее напряжение 220 вольт.

Аккумуляторная батарея — 25 свинцово-кислотных ячеек по 6 вольт фирмы Casil, соединённых последовательно, по итогу получаем батарею 150-160 вольт. Она установлена сзади и перемотана синей изолентой, всё как положено 🙂

Двигатель приводил колёса в движение через червячный редуктор с передаточным числом i=10. На фото видно, что двигатель сочленен с редуктором с помощью небольшого валика, он был выточен специально.

Системы торможения, то есть тормозного диска с суппортом не было в принципе. Поставить физический тормоз на тот момент не получалось. Поэтому торможение двигателем оставалось единственным реальным вариантом, так что управление торможением машины тоже пришлось брать на себя контроллеру.

Контроллер для блока управления

В принципе простой контроллер для электромобиля можно собрать и на «рассыпухе». Но хотелось бы, чтоб была возможность всё красиво настраивать с помощью программы, 21 век всё-таки. Путём долгих высоконаучных рассуждений за ужином я решил, что за основу контроллера стоит взять чип фирмы Microchip — pic16f877a, вот его краткие характеристики:

На тот момент я не очень шарил в электронике, и изначально хотел делать схему до безобразия тупой — двигатель включён или двигатель отключен, но вместо реле поставить транзисторный ключ, дабы ничего не щёлкало и не горело. Но решил, что риск оправдан, я ничего не терял да и просто хотелось сделать что-то стоящее. Так что остановился на связке микроконтроллер + силовой полевой транзистор в качестве ключа. Ручку газа и кнопку реверса вывел на руль.

Особенности схемы

При выборе транзистора я не скупился и выбрал IRFP4227PBF — N-канальный полевой транзистор (открывается положительным импульсом) на напряжение 200 вольт и максимальный ток 130 ампер. Корпус TO-247AC. Но, забегая вперед скажу — я смог сжечь и его.

PWM — что это такое и с чем её едят

Раз я использовал микроконтроллер в связке с полевым транзистором, то грех было не попробовать использование pwm/шим в схеме. Что такое шим? Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора. — спасибо Википедии.

Читать еще:  Шевроле лачетти характеристик двигатель

Достоинство такого способа управления транзистором: он во время работы находится в двух состояниях — либо полностью закрыт, тока нет и ничего не греется, либо он полностью открыт и сопротивление его составляет несколько милиом, соответственно в тепло на самом транзисторе рассеиваются какие-то доли ватта тепла, ну или единицы ватт, схема едва тёплая при таком режиме работы. И такой процесс — отрыть/закрыть происходит тысячи раз в секунду. Это называется частотой шим. Так же есть такая вещь, которая называется «скважность». Переводя на человеческий язык — эта цифра показывает какую долю времени открыт транзистор. Если чуть углубиться — допустим у нас частота ШИМ-синала 1000 герц. Значит транзистор открывается и закрывается 1000 раз за секунду, и процесс переключения между включено и выключено 1/1000 доля секунды. Величина 1/1000 — это период частоты. А с помощью скважности мы показываем какую часть времени от периода транзистор открыт и через него течет ток. Для примера: в программе скважность 255 — это максимальная мощность, 127 — 50%, 0 — транзистор закрыт.

Для генерации такой частоты применялся встроенный в чип «физический» контроллер, хотя есть возможность программной реализации, но в этом случае контроллер только и будет делать, что генерировать на выводе частоту с заданным периодом и скважностью. А с использованием контрллера из переферии МК можно было и генерировать сигнал, и чтоб программа делала что-то ещё.

Чем дальше в лес, тем злее волки — от частоты ШИМ зависит и то, насколько будет эффективно работать электропривод. Я пробовал разные частоты, от 2 до 15 килогерц, каждый раз это менялось программно. Честно говоря особой разницы не успел заметить, но уверен что она есть. К сожалению данных по этому вопросу не удалось получить в достаточном количестве. Единственное, что заметил — с разной частотой пищала машина во время работы. Кстати, если кто-то замечал в метро, электробусах и поездах, что во время старта слышно гул, писк, завывание — это как-раз таки пищат обмотки двигателя из-за работы на частотах контроллера. Очень это заметно на поезде «Ласточка», который по МЦК ходит, во время старта.

Подводные камни в алгоритме работы

Следующая проблема была с реверсом двигателя. Двигатель коллекторный, у него две обмотки — неподвижная — статор, на корпусе, и вращающаяся — ротор. Для изменения направления вращения необходимо развернуть направление тока в одной из обмоток, не меня направления в другой. Для этого использовались два реле, срабатывали они одновременно, «перекидывая» схему на реверс при подаче на них питания. Но в первом варианте прошивки была ошибка — реле переключились под нагрузкой. Как итог теста под нагрузкой — два сгоревших реле, так как двигатель — индуктивная нагрузка и на контактах реле была нехилая такая дуга, контакты просто расплавились и сгорели во время переключения.

Выход из ситуации — вводим в программу условие, что перед переключением снимаем нагрузку выкручивая скважность PWM-сигнала на 0, перекидываем реле, и опять включаем мощность на заданный уровень. Именно так и работали тормоза на машине — реверсом. Только хардкор — никаких датчиков и энкодеров, ничего. А вот и фото релюшки, это вроде как реле стартера от жигулей. Если переключать их не под нагрузкой, то вполне работают и с высокими напряжениями, 160 вольт при 15 амперах держали, но допускаю, что контакты грелись ввиду малого сечения.

После я допилил прошивку и мощность поднималась плавно до заданного уровня. А это уже исключает удары в трансмиссии и нагрузку на узлы. Вот так одна строчка в программе может увеличить срок службы агрегата.

Соединяем контроллер с транзистором правильно

Оставалось только правильно сочленить транзистор с контроллером. Сделал я это несколько не правильно, через оптическую пару, напрямую. Но эта схема прокатывает при работе с низкими напряжениями, при высоких рабочих напряжениях постоянно сгорал затвор транзистора, да и для управления нужен двухтактный драйвер. Нормальная схема приведена ниже. Но тем не менее на один раз схемы с оптической парой хватило, каким-то чудом на тест драйве она работала, а выгорать начала сразу после него. Вот схема «правильного» драйвера, только в моём варианте ещё была развязка оптикой от контроллера. Картинка взята с Drive2:

Несколько интересных моментов

В конце концов получилось то, что на видео

Вообще мои опыты с электроприводом начались ещё в школе и я испробовал много разных конструкций, но это самая удачная схема на тот момент. Если материал понравится, то напишу отдельный пост про всю эпопею.

UPD: Изменил ошибки в статье, спасибо всем, кто откликнулся

Мощный недорогой электровелосипед своими руками

Однажды, еще будучи обычным деревенским школьником, в автомобильном журнале я увидел небольшую заметку о электровелосипеде, построенным каким-то иностранным энтузиастом, и который умел разгоняться до 40 км/ч и имел запас хода в 70 километров. После этой небольшой заметки я бросил безуспешные попытки завести старый двигатель от бензопилы Дружба и понял, что будущее наступило. На дворе было начало двухтысячных.

Потом была учеба в ВУЗе, и первая постоянная работа. Работа была не ахти какая, 4-хдневка сменялась трехдневкой, времени было много, а денег мало, и мысли потихоньку снова возвращались к идее построить электровелосипед. Интернет был мне не так доступен как сейчас, да и он, интернет, не был завален таким количеством информации по самодельному и не очень самодельному электротранспорту, не было такого количества всевозможных комплектующих. И в голове рождались сумасшедшие идеи и фантастические конструкции из болгарок, электрорубанков, стартеров… Помню даже была идея разместить на ободе неодимовые магниты, а на перьях с двух сторон от колеса электромагниты.

Невоплощенная мысль то забывалась, то разгоралась с новой силой, но потребовалось еще лет 10 для того, чтобы она начала превращаться в реальность.

Я не пошел стандартным для многих путем — купить готовый набор и установить его на велосипед. Во-первых, потому, что не готов был тратить значительные суммы на покупку комплекта, а во-вторых, это бы точно не удовлетворило жажды конструирования и созидания. Вообще, я изначально поставил цель построить велосипед мощностью под 1 кВт с бюджетом 10 000р. Вполне амбициозная цель.

Итак, на тот момент у меня уже был «горный» велосипед Forward Sporting 103, тяжелый, стальной, с зубастым протектором, он хорошо ехал по любому бездорожью, даже по булыжникам на обочине трассы, но очень плохо ездил по гладкому асфальту, издавая почти самолетное жужжание, нарастающее с ростом скорости, протектор покрышек очень быстро съедал накат. Но он верой и правдой служит уже больше 10 лет. Конечно, это идеальный вариант для электрификации).

Из одного полезного сайта про электротранспорт узнал, что автомобильный генератор, оказывается, прекрасно работает в режиме мотора с дешевыми китайскими контроллерами для мотор-колес. В гараже как раз валялся генератор на 80 ампер от вазовской классики. Карты сошлись, старая мечта вспыхнула с новой силой, и я понял, что пора!

Тут же с одного китайского интернет-магазина были заказаны:

  1. Аккумуляторы 18650 – 2.6 а*ч, 40 шт
  2. Плата балансировки и защиты – 1шт
  3. Бессенсорный контроллер для электросамокатов на 1 квт номинальной мощности
  4. Вольт-, ампер-, ваттметр с вынесенным шунтом
  5. DC-DC преобразователь, умеющий делать из 60вольт 12

На местном базаре были куплены:

  1. Трещотка (вместе с задней осью)
  2. Цепь велосипедная
  3. Звездочка на 10 зубов от веломотора F50

В гараже были найдены звездочка от велосипеда передняя – на 48 зубов, задняя на 22 зуба, куски прямоугольных труб, болты, гайки, провода, изолента и прочая мелочь.

Изначально было решено пожертвовать рекуперацией в пользу сохранения наката и легкого педального хода, считаю эту функцию более полезной в плане увеличения пробега. Передняя звездочка от советского велосипеда теперь стала задней звездой электробайка. Левый фривил не нашел, поэтому обычная правая трещетка была переделана на левое вращение – с помощью бормашинки и алмазной шарошки были переделаны посадочные места собачек, а сами собачки развернуты в другую сторону.

Корпус трещотки немного расточен для посадки на левую сторону колеса, туда, где барабан колеса выходит за пределы фланца. У многих велосипедов без дисковых тормозов там достаточно места для установки такого самодельного фривила. У 48 зубовой звездочки была отрезана педаль, и средняя часть была выпилена болгаркой. Звезда соединена с трещоткой винтами с гайками. Вся эта конструкция крепится к колесу как задняя звездочка любого бензодырчика – длинными болтами через спицы и резиновые прокладки, изнутри в межспицевое пространство колеса вставляются полушайбы и все сжимается, крепко обхватывая с двух сторон фланец колеса.

На вал генератора нужно установить звездочку на 10 зубов, для этого я приварил ее к гайке, которая раньше крепила шкив генератора. Гайка навинчивается на вал генератора, и сверлится насквозь вместе с валом и в получившееся отверстие вставляется длинный винт м6 с гайкой на конце.

Звездочки от веломотора пришлось немного обточить бормашиной – их зубья расчитаны на более широкую цепь.

Передаточного отношения 10/48 не хватит для резвого старта, будет чрезмерное потребление энергии, я это на тот момент уже прекрасно понимал. Требуется повысить передаточное число. Готового редуктора я не нашел, различные решения на основе редукторов дрелей/болгарок отмел сразу, хоть и мощности они передают сопоставимые, но эти мощности получаются за счет высоких оборотов, мне же требовалось передавать большой крутящий момент при сравнительно низких — до 3 тыс. в минуту – оборотах.

Поэтому было решено сделать промежуточный вал.

Изначально планируемая компоновка с мотором над задним колесом была отметена. Не хотелось терять возможность возить какой-нибудь багаж, ну или закрепить там детское кресло. Нужно было разместить все в треугольнике рамы. После многочисленных примерок была изготовлена рама для двигателя и промежуточного вала.

Промежуточный вал, изготовленный из строительной шпильки, вращается в двух подшипниках, и передает вращение с правой стороны рамы на левую. Звездочки крепятся так же как на валу мотора – они приварены к гайкам, зашплинтованным на валу винтами м6.

Общее передаточное число получилось 10.56. На этом с механической частью пожалуй все.

Читать еще:  Двигатель 4g63 чем хорош

Батарея имеет конфигурацию 13S3P- 48 вольт и емкость 7.8а*ч, собрана из 39 банок 18650.
Банки спаяны паяльником 60 вт кратковременными касаниями. В процессе одна банка зашипела – то ли перегрел, то ли в газовый клапан попала паяльная кислота, благо акумов было 40 штук, а потребовалось 39.

Электрическая часть отличается от классического электровелосипеда необходимостью постоянного питания якоря генератора — ведь мой мотор, в отличие от готового мотор-колеса, не имеет постоянных магнитов. Задачу понижения батарейного напряжения до требуемого якорю, выполняет понижающий DC-DC преобразователь, который переваривает до 60 вольт входного и выдает регулируемое выходное напряжение.

В остальном ничего необычного – батарея, контроллер, ручка газа в виде переменного резистора даже пока без возврата в исходное положение)…. Китайский ваттметр с синей подсветкой в качестве бортового компьютера для контроля разряда батареи….

Но, несмотря на то, что это все больше похоже на самоходную бомбу, это поехало, и поехало весьма неплохо. С моим весом 75 кг в первую выездку удалось разогнаться до 37,7км/ч. Ускорение получилось весьма резвое, максималка тоже устраивает. Запас хода получился небольшой — в смешанном цикле с резвыми разгонами до максималки и ездой внатяг с небольшой скоростью вокруг гаража удалось выжать 10 км без помощи педалями, впрочем для батареи это был только первый цикл заряд – разряд. Ваттметр показал 350 с чем то ватт-часов, и напряжение 40 вольт в конце цикла.

Какие выявились недостатки? Ясно, что все провода надо собрать в жгуты, это пока еще только стенд для ходовых испытаний. Цепь в первичной передаче весьма шумит, требует натяжителя-успокоителя, но скорее всего буду переделывать на зубчатый ремень. Нужна ручка газа – в планах сделать в виде курка, с концевиком, запитывающим якорь только в момент нажатия. И целого отдельного исследования требует возможность регулирования мотора током якоря — это второй канал управления двигателем. Да, у моего двигателя нет постоянных магнитов, зато есть электромагнит, индукцию которого мы можем менять в широких пределах. Преимущество ли это? Не знаю. Ведь якорь требует дополнительной электрической мощности 30-50 вт. Зато, не меняя передаточного числа механической трансмиссии, мы можем менять характеристику мотора в широчайших пределах. Повышение тока на якоре снижает обороты, но повышает крутящий момент, понижение же — наоборот, повышает обороты, но понижает момент. Может быть, получится оптимально настроить его под свою конфигурацию «железа»? Или как вариант вывести регулятор на руль и получить этакую электронную коробку передач – на разгоне и на подъемах повышать тягу, а на прямых участках и больших скоростях повышать обороты, таким образом выжимая из своей конфигурации максимум. У кого есть мысли, как можно всесторонне исследовать эту тему? Сейчас думаю над методологией.

Немного о зарядном устройстве. Моя батарея требует зарядного напряжения 54 в при токе до 3 ампер. Для зарядки был приобретен регулируемый повышающий DC-DC преобразователь – вход от 12 до 50 вольт, выход от 12 до 60.

Ему на вход подается 12 вольт выпрямленного напряжения от блока питания для светодиодных лент. Этот блок питания может выдавать до 12 ампер. Все собрано в корпусе из фанеры, сделанном на самодельном лазерном резаке, снабжено регуляторами тока и напряжения и вольтамперметром. В корпусе установлены два кулера – один работает на вход, другой на выход воздуха, таким образом, наиболее горячие части (радиаторы) обоих электронных блоков постоянно обдуваются. Зарядное устройство используется также для периодической подзарядки автомобильного аккумулятора. Весьма полезная в хозяйстве вещь получилась!

Доволен ли я результатом – более чем! Ведь при таких характеристиках удалось получить работоспособный аппарат с неплохими характеристиками с бюджетом меньше 10 000р!

Подобной компоновки я нигде на просторах интернета не встречал. Но она дает возможность каждому самодельщику за совсем небольшие деньги получить вполне неплохой электротранспорт, превосходящий по характеристикам, как мне кажется, многие серийные образцы, прикоснуться к этому увлекательному и, безусловно, прогрессивному направлению развития техники, получить радость творчества и незабываемое ощущение от езды на электротяге…

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

Читать еще:  Устройство блокировки запуска двигателя

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:

  • Иметь высокий КПД – это позволит эксплуатировать его с аккумуляторной батареей меньшей емкости, снизит первоначальные затраты, время зарядки и стоимость потребляемой электроэнергии
  • Быть простым и надежным — электромотор должен выдерживать ежедневную интенсивную нагрузку и иметь минимум лишних функций. Дополнительные возможности, такие как встроенный компьютер c GPS, повышают цену и могут стать источником неисправностей в будущем.
  • Стоимость ремонта и технического обслуживания в течении периода эксплуатации должна быть минимальной Катамаран с установленным лодочным электромотором отправляется к месту эксплуатации

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

Nissan представляет новую гибридную силовую установку e-POWER

Nissan представляет новую гибридную силовую установку e-POWER

ЙОКОГАМА, Япония (2 ноября 2016 года) – Компания Nissan Motor Co. Ltd. представила первый автомобиль с новой гибридной силовой установкой e-POWER. Эта технология знаменует собой важный этап реализации концепции Nissan Intelligent Mobility и является важной вехой в процессе электрификации общества.

Силовая установка e-POWER – это комбинация передовых электромобильных технологий бестселлера Nissan LEAF, объем продаж которого превысил 250 000 единиц по всему миру, а также дополнительного бензинового двигателя небольшого объема, который при необходимости заряжает аккумуляторную батарею. В данном случае при том же уровне отдачи аккумуляторной батареи отсутствует необходимость во внешних зарядных устройствах.

Технология e POWER

Система e-POWER обеспечивает полностью электрический привод автомобиля. Зарядка аккумуляторной батареи высокой емкости в системе e-POWER производится компактной силовой установкой, состоящей из бензинового двигателя, генератора, инвертора и электромотора. Система e-POWER существенно отличается от традиционных гибридных систем, в которых электродвигатель малой мощности «состыкован» с двигателем внутреннего сгорания, который приводит в движение ведущие колеса при движении с высокой скоростью или в случае разрядки аккумуляторной батареи. В системе e-POWER бензиновый двигатель не связан с колесами – он лишь заряжает аккумуляторную батарею, и в отличие от электромобилей источником энергии также является двигатель внутреннего сгорания.

Так как колеса приходят в движение именно благодаря действию электродвигателя, необходимо, чтобы он был мощным, а аккумуляторная батарея – емкой. Размер такой установки усложняет ее размещение в компактном автомобиле. Но компания Nissan нашла способ снижения массы силовой установки, оптимизировав распределение энергии и разработав более чувствительную методику управления. В результате Nissan создал систему, которая использует более компактную аккумуляторную батарею, нежели установленную в LEAF, но которая обеспечивает тот же уровень удовольствия от вождения.

Преимущества e POWER

Установка e-POWER генерирует впечатляющий крутящий момент практически мгновенно, реагируя непосредственно на управление и команды водителя и обеспечивая плавный набор скорости. Стоит заметить, что система работает практически бесшумно. В e-POWER двигатель внутреннего сгорания функционирует нечасто, но топливная эффективность установки выше, чем в традиционных гибридных системах, особенно при движении по городу. e-POWER позволяет наслаждаться всеми преимуществами электромобиля, не беспокоясь о своевременности зарядки аккумуляторной батареи.

История создания

Развивая технологии автономного управления и разрабатывая новые электромобильные решения, Nissan демонстрирует свое стремление к будущему с нулевым уровнем выбросов вредных веществ и нулевой смертностью на дорогах. Эти стремления отражает концепция Nissan Intelligent Mobility, которая заключается в реализации стратегий по управлению и движению автомобилей, а также их интеграции в общество. Важным для Nissan является и обеспечение своих клиентов приятными впечатлениями от вождения, и ярким примером реализации этого стремления является разработка системы e-POWER.

В 2005 году Nissan сделал прорыв в технологии распределения энергии. Команда инженеров Nissan смогла усовершенствовать аккумуляторную батарею, чтобы сравниться с конкурирующими гибридными силовыми установками и сохранить при этом такие преимущества электромобиля, как практически бесшумная работа и эффективность использования энергии. Кроме того, интеграция двигателя внутреннего сгорания и электромотора в компактный автомобиль, а также повышение надежности силовой установки и снижение уровня шумов и вибраций стали основой создания системы e-POWER и её реализации в сегменте компактных автомобилей.

Nissan стремится создавать инновационные электромобили, использующие разные виды топлива, чтобы отвечать потребностям современных рынков, и разработка e-POWER демонстрирует это стремление, дополняя линейку электрических силовых установок Nissan. Компания также продолжает исследования в области оксидных и водородных топливных элементов и планирует представлять передовые продукты в различных отраслях, призывая общество к переходу на электромобили и электроснабжение.

Примечание для редакторов:

Система e-POWER классифицируется как гибридная силовая установка последовательного типа. Note e-POWER стал первым в мире серийным автомобилем компактного класса, оснащенным последовательной гибридной силовой установкой.

О Nissan в мире

Nissan Motor Co., Ltd. – автомобилестроительная компания полного цикла с головным офисом в г. Иокогама (Япония) и подразделениями в шести регионах мира: в странах ASEAN (Ассоциации государств Юго-Восточной Азии) и Океании, в Африке, на Среднем Востоке и в Индии, Китае, Европе, Латинской и Северной Америке. Штат сотрудников составляет более 247 500 человек. С 1999 г. Nissan Motor Co., Ltd. входит в Альянс Renault-Nissan. В 2015 финансовом году было продано 5,4 млн. автомобилей. Чистый доход в 2015 финансовом году составил 12,19 триллионов йен (119,07 миллиардов долларов США). Компания предоставляет своим клиентам огромный выбор – более 60 моделей автомобилей под брендами Nissan, Datsun и Infiniti. Nissan Motor Co., Ltd. занимает лидирующую позицию в мире по продажам электромобилей, ведущую роль среди которых играет Nissan LEAF – первый массовый, доступный по цене автомобиль, движущийся исключительно на электроэнергии, который остается самым продаваемым электромобилем в мире.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector