0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как собрать лодочный электромотор своими руками

Содержание

Как собрать лодочный электромотор своими руками

Лодочный электромотор своими руками можно собрать даже на основе дрели. Такой мотор для лодки уже давно разработан народными умельцами и пользуется спросом. Немало рыбаков уже опробовали такой электромотор, используя при этом всевозможные конструктивные решения для его изготовления. Стоит отметить, что присутствует тенденция в плане увеличения сборки электромоторов для лодки своими руками на основе дрели, поскольку заводской электрический мотор не каждому рыбаку по карману.

Сегодня мы расскажем, как сделать своими руками электромотор из дрели для своей лодки и что для этого потребуется.

Преимущества и технические особенности самодельного электромотора для лодки на основе дрели

Преимущества такого мотора будут следующими:

  • экономия на заводском дорогостоящем лодочном моторе;
  • природоохранное законодательство предусматривает регламент в плане применения заводских электромоторов для лодок. Изделий, сделанных своими руками, это не касается;
  • почти бесшумная работа электромотора;
  • экономия по сравнению с применением двигателя внутреннего сгорания.
  • Прежде чем приступать к работе по сборке мотора своими руками, нужно выбрать дрель. Ключевым параметром выбора той или иной модели является ее мощность, которая должна составлять как минимум 150 Ватт.

Также следует учитывать такой параметр, как напряжение электромотора. Многие считают, что нужно использовать аккумуляторную дрель на 10 вольт, но это неправильно. Аккумулятор со временем испортится и его придется менять, а это будет очень дорого. Лучше брать дрель, работающую от напряжения в 12 вольт, для которой вы с легкостью подберете нужный аккумулятор, который легко подключится с помощью проводов и спокойно разместится в лодке.

Электрический лодочный мотор – критерии подбора

Отличительной чертой характеристик электродвигателя по отношению к дизельному или бензиновому лодочному мотору, являются ограничения выходной мощности при сопоставлении агрегатов в размерах.

То есть для водного транспорта потребуется электродвигатель большего размера, когда требуется получить мощность привода аналогичную той, что выдаёт традиционный бензиновый лодочный мотор.

Определение размеров подвесного лодочного электродвигателя становится одним из главных препятствий, поскольку выбор более крупной конструкции приводит к увеличению общего веса лодки.

Очевидно — весовая составляющая оказывает существенное влияние на характеристики судна. Однако различные конструкции судов способствуют пусть незначительным, но подвижкам в этом плане.

Так, конструкция судна-катамарана даёт больше возможностей, чем традиционное судно однокорпусной конструкции, если предполагается использовать электрический лодочный мотор своими руками создаваемый.

С другой стороны, более лёгкий материал корпуса лодки, заменяющий традиционный с целью снижения веса, также упрощает условия, когда есть цель — внедрить электрический лодочный мотор своими руками сделанный.

Как правило, в рамках экспериментов рассматриваются три основных момента:

  1. Выбор электродвигателя под различные типы лодок;
  2. Анализ работы подвесного электродвигателя;
  3. Тестирование системы после внедрения в конструкцию лодки.

Понятно, что вполне допустимо внедрить подвесной электродвигатель на лодку, включая систему привода. В качестве объекта проведения такого эксперимента вполне подойдёт стандартная лодка частного пользования.

Как провести технический расчёт конструкции судна?

Поскольку размеры лодки обычно известны, необходимый привод (тяга) для обеспечения движения судна рассчитывается с учётом фундаментального сопротивления судна. При заданной морской скорости гидродинамическое сопротивление лодки определяют:

  • геометрия мокрой поверхности,
  • степень вязкости воды,
  • плотность воздуха.

Для расчётов пользуются следующим уравнением:

Rt = RF+RR+RA;

где: Rt — полное сопротивление; RF — сопротивление трению; RR — остаточное сопротивление; RA — сопротивление воздуха.

Сопротивление трения — это сила, которая сопротивляется движущемуся объекту в текучей среде. Сопротивление здесь зависит от влажной зоны, которой является корпус лодки.

Остаточное сопротивление рассчитывается под влиянием водной волны и турбулентной ситуации во время движения лодки. Сопротивление воздуха определяется от силы, которая препятствует движущейся лодке, и зависит от плотности воздуха и площади над ватерлинией.

Используя эту модель расчёта, плюс данные по конструкции лодки, оценивают силу (тягу) лодочного электродвигателя, необходимую для управления судном. Пример в таблице:

Скорость моторной лодки (в узлах)Мощность на сопротивление (кВт)
0,5
1,00,012
1,50,013
2,00,032
2,50,10
3,00,20
3,50,29
4,00,70
4,51,5
5,01,8

Из данных таблицы следует — чем выше скорость судна, тем выше сила сопротивления. Следовательно, мощность на электрический лодочный мотор своими руками должна соответствовать мощности сопротивления, чтобы иметь возможность достичь заданной скорости.

К примеру, если установить максимальную скорость на уровне 5 узлов, мощность электрического двигателя, включая мощность инвертора, должна составлять не менее 1,8 кВт. Такое оборудование несложно отыскать на современном рынке.

Электрический лодочный мотор – выбор по расчётам

Таким образом, подвесной электрический лодочный мотор своими руками для данного случая — это асинхронный электродвигатель на три фазы с короткозамкнутым ротором. Параметр мощности — 2,2 кВт. Электромотор работает в паре с инвертором на основе пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции.

Испытания на прочность, как работает электрический лодочный мотор, сделанный своими руками на базе обычного трёхфазного асинхронного электродвигателя. По центру лодки блока АКБ, на которых временно положен тестируемый инверторный модуль

Такого типа система способна вполне эффективно работать от источника питания постоянного тока на 12 – 48 вольт. Достаточное питание обеспечивается аккумуляторным блоком, состоящим из четырёх батарей глубокого цикла заряда, напряжением 12 вольт. Аккумуляторами обеспечивается постоянный ток до 120 А/ч.

Скорость вращения винта лодочного электромотора регулируется шириной сигнала, генерируемого инвертором. Кроме того, через инвертор допустимо менять направление вращения гребного винта лодочного мотора. Экспериментальное инверторное электрооборудование показано на картинке ниже.

Примерно так выглядит модуль инвертора, преобразующего напряжение постоянного тока 12 – 48 вольт в напряжение переменное, достаточное для питания асинхронного мотора

Схематика общей установки под электрический лодочный мотор своими руками достаточно простая. Аккумуляторные батареи размещаются по центру корпуса судна с целью обеспечения хорошей устойчивости.

Электрический двигатель, инверторный модуль и система управления установкой монтируются в области кормы судна.

Заключительный штрих на эксперимент

Для реализации идеи внедрения электрического лодочного мотора требуется согласование скорости вращения винта с круговой скоростью электродвигателя.

Кроме того, для этого варианта оснащения потребуется несколько аккумуляторов, чтобы иметь возможность преодолевать большие расстояния.

Аккумуляторные батареи значительно увеличивают вес, масса которого превышает норму для обычного лодочного мотора на жидком (газообразном) топливе.

Тем не менее, только по причине большого веса аккумуляторов отказываться от реализации идеи не стоит. Тем более, когда современные технологии позволяют изыскать решения в этом направлении.

Электромотор из дрели

Многие предприимчивые владельцы лодок используют дрель или шуруповерт, которые работают на аккумуляторах, поскольку принцип работы промышленного образца электромотора основан на таком же принципе. Основная схема компоновки подобного агрегата практически одинакова для всех моделей и выглядит следующим образом:

  • аккумулятор является источником питания;
  • электромотор выполняет роль лодочного двигателя;
  • гребной винт с редуктором является рабочим инструментом, обеспечивающим передвижение лодки по воде;
  • блок управления – состоит из ручки поворота направления движения и изменения скорости вращения электромотора.

Практически все элементы можно обнаружить в электродрели или шуруповерте. При этом следует учитывать тот факт, что промышленные устройства имеют герметичное исполнение, что позволяет основным узлам находиться в воде.

Если использовать электродрель, то желательно, чтобы она располагалась подальше от воды. Это единственная проблема, довольно серьезная, которая требует технического решения. Малейшее попадание воды на блок управления способно вывести его из строя, что приведет к остановке лодки.

Достоинства подобной модели

Если брать электродрель, то следует всегда помнить, что основную его ценность составляют двигатель и блок регулирования оборотов (кнопка). Выбор дрели или шуруповерта, сопряжено с некоторыми достоинствами, по сравнению с покупкой промышленного лодочного мотора:

  • по цене, это приобретение обойдется намного дешевле, чем покупка заводского образца;
  • согласно законодательства, необходимо придерживаться требований, связанных с мощностью двигателей, используемых на различных водоемах;
  • электродрель работает от аккумулятора или других источников электропитания с подходящими параметрами;
  • электродрель легко поддается ремонту, благодаря наличию на рынке достаточного количества запасных частей.

Подбор мощности

Выбирая дрель, следует брать во внимание тот фактор, что она, в основном, предусмотрена для работы в циклическом режиме. Если дрель будет установлена на лодке, то нужно рассчитывать больше на непрерывный цикл работы. Это означает, что нужен запас мощности, иначе дрель будет перегреваться.

Читать еще:  Как сделать седло для трубы под углом 90 градусов

В таких случаях, следует останавливать свой выбор на мощности от 150 W и больше. Запас мощности позволит работать с гребным винтом диаметром 130-150 мм. Кроме этого, нужно учитывать, что общий вес лодки будет соответствовать 300 кг, не больше. Можно считать, что это предельный вес.

Подбор рабочего напряжения

Следует сразу же обратить внимание на тот факт, что дрели и шуруповерты выпускаются на различное рабочее напряжение, такое как 12 V, 14,5 V, 16 V, 18 V и 24 вольта. На такое же напряжение выпускаются и аккумуляторы. И все же, емкости стандартных аккумуляторов, которые обслуживают работу электродрели или шуруповерта в классических условиях работы, не хватает, чтобы обеспечить необходимое движение лодки на воде. В связи с этим, лучше обратить внимание на автомобильный аккумулятор, который обладает гораздо большей емкостью. А поскольку автомобильный аккумулятор выдает под нагрузкой 12 V то и дрель следует выбирать с рабочим напряжением 12 V.

Естественно, что можно сделать батарею аккумуляторов из набора выпускаемых аккумуляторов для электроинструмента на любое напряжение, но это может обойтись гораздо дороже.

Необходимые инструменты и материалы

Для подобного приспособления понадобятся следующие детали:

  • электродрель для мотора;
  • струбцины для крепления мотора (дрели). Подойдут как готовые заводские, так и кустарного изготовления;
  • редуктор от болгарки подходит, если мотор будет установлен на транце лодки;
  • трубки круглые диаметром 20 мм и трубки, профилированные 20х20 мм. Из них будет сделана штанга и крепление для мотора (дрели);
  • круглый прут из металла, из которого будет сделан вал мотора, а также листовой металл для гребного винта.

Для работы могут понадобиться следующие инструменты:

  • ножницы по металлу;
  • сварочный аппарат, хотя можно обойтись и без него;
  • электродрель и набор сверл;
  • болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
  • если в конструкции предусмотрено дерево, то гвозди или саморезы (а также дерево).

Механизм подъема для крыльчатки

Наличие подъемного механизма кардинально упрощает работу и обслуживание всей системы, тем более, что встречаются случаи, когда необходимо срочно поднять гребной винт. Как правило, подобный механизм управляет положением электродвигателя во всех плоскостях (вертикальной и горизонтальной).

Как вариант, можно предложить следующую конструкцию подобного механизма: на транце лодки крепится мотор с помощью струбцин, которые жестко фиксируются к пластине. Струбцины снабжены кольцами, сквозь которые продета трубка, а к приваренной по центру трубки оси продевается вал мотора. Получается очень простое шарнирное соединение, которое может обеспечить нормальное управление мотором.

Крепление редуктора и изготовление гребного винта

Насколько известно, дрель предназначена для сверления отверстий и имеет высокие конечные обороты, что не приемлемо для обеспечения работы гребного винта, который работает на оборотах, более медленных. Поэтому, чтобы уменьшить обороты, передаваемые на винт, требуется установка редуктора. Иногда их нужно 2 штуки, в зависимости от конструкционных решений. Верхний редуктор должен понижать обороты дрели с 1500 до 200-300 оборотов, что обеспечит нормальный ход лодки.

Нижний редуктор служит для горизонтальной установки гребного винта. При использовании редуктора от болгарки, его просто зажимают в патроне дрели.

Изготовление пропеллера гребного винта начинают с разметки его на отрезке стального листа. Как уже было сказано выше, его диаметр должен быть не более 130-150 мм. Можно взять квадрат металла, размерами 200х200 мм и толщиной 2,5-3,0 мм. Лучше если это будет нержавейка, хотя она намного сложнее в обработке. В крайнем случае, можно использовать крыльчатку от воздушного вытяжного вентилятора или системы охлаждения автомобиля. При этом, следует учитывать, что профиль крыльчатки предназначен для работы с воздушной массой. В связи с этим, придется заняться ее изготовлением самостоятельно.

По центру квадрата сверлится отверстие под посадочный винт. По диагоналям делаются прорези так, чтобы по центру остался лист целым до 25-30 мм. После этого приступают к формированию формы лопастей. Как правило, они имеют округлый внешний вид. При этом нужно следить, чтобы лопасти имели одинаковый размер, иначе будут вибрации. После этого лопасти слегка разворачивают на определенный угол. При этом, нужно учитывать направление вращения лопасти.

Испытание конструкции до установки на лодку

Поскольку изготовление происходит в домашних условиях и, чтобы, как говорят, не обломаться на воде, следует провести испытания. Для этого подойдет любая емкость с водой, в которую поместится гребной винт. Естественно, что чем больше емкость, тем лучше. В крайнем случае, если имеется возможность, то рекомендуется выехать на природу, к речке или пруду и опробовать его в действии, не устанавливая на лодку.

При работе двигателя должна наблюдаться и ощущаться направленная струя воды. Кроме этого, не должно ощущаться серьезных вибраций. В случае, если гребной винт работает не в полную мощность, можно его доработать, увеличив угол наклона лопастей.

Система управления мотором дорабатывается в зависимости от пожеланий владельца лодки. Главное, чтобы управлять было удобно. Кнопку регулирования оборотов двигателя лучше вынести на удобное место.

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 выпускаются 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.

Выпускается 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 имеют мощность 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

Электричество — запасать или вырабатывать?

Ответ на этот вопрос даёт комплектация мотора и время автономного пребывания на воде.

Если нахождение на природе ограничивается одним-двумя днями, а из потребителей — только эхолот и светодиодный круговой огонь — то подзарядка на ходу не понадобится. Аккумулятора на 7 а*ч с запасом хватит на озвученные цели. Ещё и мобильник зарядить получится.
Планируются длительные «автономки» — будем организовывать подзарядку от мотора во время движения лодки.

В любом случае, нам понадобится переносной «электрочемоданчик» — бокс для инструмента с установленным внутрь аккумулятором, разъёмами для подключения потребителей и (если планируем зарядку от лодочного двигателя) генераторный вход.

Комплектуем переносной энергоблок по своему усмотрению. Обычно в корпус устанавливают 2 розетки прикуривателя, выключатель зарядки, вольтметр, 2-3 светодиода (либо ленту) для подсветки. Внутри находится аккумулятор ёмкостью 7 а*ч от компьютерного блока бесперебойного питания, фара-искатель и насос–турбинка низкого давления.

Материалы и инструменты

При подборе оборудования необходимо обратить внимание на две вещи: мощность и напряжение. Данные параметры являются основоположными, и от них зависит качество работы готового электромотора. Мощность зависит от выбранной дрели (за основу в данном случае берется именно этот инструмент), поэтому в первую очередь нужно подобрать это оборудование.

При подборе дрели необходимо ориентироваться на ее мощность. Данный показатель должен превышать сто пятьдесят Ватт. Брать инструмент с меньшими характеристиками не стоит. В таком случае готовое устройство не будет эффективно работать в движущейся воде (то есть, плавать с таким агрегатом по реке не получится). Лучше всего использовать аккумуляторный перфоратор.

Перфоратор оснащается реверсом, обладает несколькими режимами работы. Данное обстоятельство важно для мотора, который будет двигать плавательное средство, поскольку оно позволит в будущем контролировать скорость работы электродвигателя.

Второй важный параметр – напряжение. Не следует использовать батареи на восемнадцать Вольт. Их сложно найти и стоят они дорого. Лучшим выбором будет дрель, работающая под напряжением десять или двенадцать вольт. Такой аккумулятор стоит сравнительно дешевле, и, что самое главное, его гораздо легче найти в продаже.

После выбора оптимального оборудования, можно собирать материалы. Для создания двигателя необходимо предварительно обзавестись:

  1. Электрической дрелью, которая будет выполнять функцию мотора.
  2. Струбцинами, при помощи которых будет крепиться дрель.
  3. Редуктором. Можно использовать элемент от болгарки, если предполагается установка мотора на транце лодки.
  4. Круглыми трубками диаметром двадцать миллиметров.
  5. Профилированными трубами (20*20 миллиметров).
  6. Круглым металлическим прутом. Он будет использован для создания вала электромотора.
  7. Листовым металлом, из которого будут изготовлены винты.
Читать еще:  Елка из мишуры и бижутерии

Также понадобятся некоторые инструменты:

  • ножницы для резки металла;
  • аппарат для сварки;
  • болгарка;
  • электрическая дрель с набором сверл;
  • саморезы с шуруповертом, если при создании мотора будет использоваться дерево.

После того как все элементы будут собраны, можно начинать создавать лодочный электромотор своими руками. Вся процедура состоит из нескольких этапов. Начинать работу следует с создания подъемного механизма для крыльчатки. Для того, чтобы будущее устройство работало нормально, рекомендуется тщательно следовать инструкциям, предоставленным ниже.

Электрический лодочный мотор – критерии подбора

Отличительной чертой характеристик электродвигателя по отношению к дизельному или бензиновому лодочному мотору, являются ограничения выходной мощности при сопоставлении агрегатов в размерах.

То есть для водного транспорта потребуется электродвигатель большего размера, когда требуется получить мощность привода аналогичную той, что выдаёт традиционный бензиновый лодочный мотор.

Определение размеров подвесного лодочного электродвигателя становится одним из главных препятствий, поскольку выбор более крупной конструкции приводит к увеличению общего веса лодки.

Очевидно — весовая составляющая оказывает существенное влияние на характеристики судна. Однако различные конструкции судов способствуют пусть незначительным, но подвижкам в этом плане.

Так, конструкция судна-катамарана даёт больше возможностей, чем традиционное судно однокорпусной конструкции, если предполагается использовать электрический лодочный мотор своими руками создаваемый.

С другой стороны, более лёгкий материал корпуса лодки, заменяющий традиционный с целью снижения веса, также упрощает условия, когда есть цель — внедрить электрический лодочный мотор своими руками сделанный.

Как правило, в рамках экспериментов рассматриваются три основных момента:

  1. Выбор электродвигателя под различные типы лодок;
  2. Анализ работы подвесного электродвигателя;
  3. Тестирование системы после внедрения в конструкцию лодки.

Понятно, что вполне допустимо внедрить подвесной электродвигатель на лодку, включая систему привода. В качестве объекта проведения такого эксперимента вполне подойдёт стандартная лодка частного пользования.

Как провести технический расчёт конструкции судна?

Поскольку размеры лодки обычно известны, необходимый привод (тяга) для обеспечения движения судна рассчитывается с учётом фундаментального сопротивления судна. При заданной морской скорости гидродинамическое сопротивление лодки определяют:

  • геометрия мокрой поверхности,
  • степень вязкости воды,
  • плотность воздуха.

Для расчётов пользуются следующим уравнением:

Rt = RF+RR+RA;

где: Rt — полное сопротивление; RF — сопротивление трению; RR — остаточное сопротивление; RA — сопротивление воздуха.

Сопротивление трения — это сила, которая сопротивляется движущемуся объекту в текучей среде. Сопротивление здесь зависит от влажной зоны, которой является корпус лодки.

Остаточное сопротивление рассчитывается под влиянием водной волны и турбулентной ситуации во время движения лодки. Сопротивление воздуха определяется от силы, которая препятствует движущейся лодке, и зависит от плотности воздуха и площади над ватерлинией.

Используя эту модель расчёта, плюс данные по конструкции лодки, оценивают силу (тягу) лодочного электродвигателя, необходимую для управления судном. Пример в таблице:

Скорость моторной лодки (в узлах)Мощность на сопротивление (кВт)
0,5
1,00,012
1,50,013
2,00,032
2,50,10
3,00,20
3,50,29
4,00,70
4,51,5
5,01,8

Из данных таблицы следует — чем выше скорость судна, тем выше сила сопротивления. Следовательно, мощность на электрический лодочный мотор своими руками должна соответствовать мощности сопротивления, чтобы иметь возможность достичь заданной скорости.

К примеру, если установить максимальную скорость на уровне 5 узлов, мощность электрического двигателя, включая мощность инвертора, должна составлять не менее 1,8 кВт. Такое оборудование несложно отыскать на современном рынке.

Электрический лодочный мотор – выбор по расчётам

Таким образом, подвесной электрический лодочный мотор своими руками для данного случая — это асинхронный электродвигатель на три фазы с короткозамкнутым ротором. Параметр мощности — 2,2 кВт. Электромотор работает в паре с инвертором на основе пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции.

Испытания на прочность, как работает электрический лодочный мотор, сделанный своими руками на базе обычного трёхфазного асинхронного электродвигателя. По центру лодки блока АКБ, на которых временно положен тестируемый инверторный модуль

Такого типа система способна вполне эффективно работать от источника питания постоянного тока на 12 – 48 вольт. Достаточное питание обеспечивается аккумуляторным блоком, состоящим из четырёх батарей глубокого цикла заряда, напряжением 12 вольт. Аккумуляторами обеспечивается постоянный ток до 120 А/ч.

Скорость вращения винта лодочного электромотора регулируется шириной сигнала, генерируемого инвертором. Кроме того, через инвертор допустимо менять направление вращения гребного винта лодочного мотора. Экспериментальное инверторное электрооборудование показано на картинке ниже.

Примерно так выглядит модуль инвертора, преобразующего напряжение постоянного тока 12 – 48 вольт в напряжение переменное, достаточное для питания асинхронного мотора

Схематика общей установки под электрический лодочный мотор своими руками достаточно простая. Аккумуляторные батареи размещаются по центру корпуса судна с целью обеспечения хорошей устойчивости.

Электрический двигатель, инверторный модуль и система управления установкой монтируются в области кормы судна.

Заключительный штрих на эксперимент

Для реализации идеи внедрения электрического лодочного мотора требуется согласование скорости вращения винта с круговой скоростью электродвигателя.

Кроме того, для этого варианта оснащения потребуется несколько аккумуляторов, чтобы иметь возможность преодолевать большие расстояния.

Аккумуляторные батареи значительно увеличивают вес, масса которого превышает норму для обычного лодочного мотора на жидком (газообразном) топливе.

Тем не менее, только по причине большого веса аккумуляторов отказываться от реализации идеи не стоит. Тем более, когда современные технологии позволяют изыскать решения в этом направлении.

Редукторы и пропеллер: техника установки и изготовления

С обеих сторон вала нужно установить редукторы. Их советуют устанавливать своими руками в зависимости от вида самого электромотора, чтобы правильно подобрать количество оптимальных оборотов, однако это очень сложно и долго.

Можно взять редуктор от старой техники или приобрести новый в магазине. Главное условие для него – передающее число не должно быть большим, желательно, чтобы он был способен понижать количество оборотов в пять раз. Ряд специалистов полагают, что это мало и будет недостаточно для того, чтобы лодка могла развивать нормальную скорость, но это вовсе не так.

Нижняя часть трубы оснащается редуктором от старой болгарки и добавляется крыльчаткой. Пропеллер можно взять готовый от старых устройств, например, им может послужить старый кулер от компьютера, но эта крыльчатка не сможет обеспечить водяной поток для быстрого движения лодки.

А своими руками его можно сделать на основе листов металла, это делается так:

  • вырежьте из жестяного листа квадрат со стороной в 30 см и просверлите в нем 4 отверстия от центра каждой из сторон к месту диагонального пересечения;
  • между прорезями должно оставаться расстояние по 5 см;
  • края «лепестков» нужно округлить и развернуть каждую лопасть на 30 градусов от оси;
  • при использовании редуктора от болгарки сделайте отверстие в центральной части и закрепите его на валу фиксирующей гайкой;
  • соедините верхний редуктор с дрелью. Будет отлично, если вал редуктора можно зажать в его головке. Тогда вал можно зажать и закрепить дрель к базе хомутами.

Если конструкция не соответствует размеру дрели, для соединения редуктора и электромотора применяют трубку, которую надевают на вал редуктора. Чтобы вал внутри не вращался, его нужно зафиксировать: сделать сквозь трубку сквозное отверстие и закрепить шпилькой.

Итак, наш лодочный электромотор почти готов к работе, осталось его только испытать. Для этого не нужно его сразу же ставить на лодку и включать ее. Сперва крыльчатку опускают в любую емкость, наполненную водой, а затем включают сам мотор. Вы должны руками ощутить создаваемый поток и проверить его работу, переключая разные режимы. Если вы чувствуете движение, то можно мотор, сделанный своими руками ставить на лодку и применять уже в водоеме. Во время тестовых работ мотор должен работать в обычном режиме и создавать нужный шумовой фон.

Однако такая конструкция самодельного электромотора для лодки имеет следующие недостатки:

  • мотор нельзя повернуть относительно вертикальной оси, поэтому при управлении лодкой придется использовать весла, а при рыбалке это неудобно;
  • самодельный лодочный мотор не имеет удобной системы управления.

Электромотор из дрели

Многие предприимчивые владельцы лодок используют дрель или шуруповерт, которые работают на аккумуляторах, поскольку принцип работы промышленного образца электромотора основан на таком же принципе. Основная схема компоновки подобного агрегата практически одинакова для всех моделей и выглядит следующим образом:

  • аккумулятор является источником питания;
  • электромотор выполняет роль лодочного двигателя;
  • гребной винт с редуктором является рабочим инструментом, обеспечивающим передвижение лодки по воде;
  • блок управления – состоит из ручки поворота направления движения и изменения скорости вращения электромотора.

Практически все элементы можно обнаружить в электродрели или шуруповерте. При этом следует учитывать тот факт, что промышленные устройства имеют герметичное исполнение, что позволяет основным узлам находиться в воде.

Если использовать электродрель, то желательно, чтобы она располагалась подальше от воды. Это единственная проблема, довольно серьезная, которая требует технического решения. Малейшее попадание воды на блок управления способно вывести его из строя, что приведет к остановке лодки.

Достоинства подобной модели

Если брать электродрель, то следует всегда помнить, что основную его ценность составляют двигатель и блок регулирования оборотов (кнопка). Выбор дрели или шуруповерта, сопряжено с некоторыми достоинствами, по сравнению с покупкой промышленного лодочного мотора:

  • по цене, это приобретение обойдется намного дешевле, чем покупка заводского образца;
  • согласно законодательства, необходимо придерживаться требований, связанных с мощностью двигателей, используемых на различных водоемах;
  • электродрель работает от аккумулятора или других источников электропитания с подходящими параметрами;
  • электродрель легко поддается ремонту, благодаря наличию на рынке достаточного количества запасных частей.
Читать еще:  3 необычные самоделки из фольги

Подбор мощности

Выбирая дрель, следует брать во внимание тот фактор, что она, в основном, предусмотрена для работы в циклическом режиме. Если дрель будет установлена на лодке, то нужно рассчитывать больше на непрерывный цикл работы. Это означает, что нужен запас мощности, иначе дрель будет перегреваться.

В таких случаях, следует останавливать свой выбор на мощности от 150 W и больше. Запас мощности позволит работать с гребным винтом диаметром 130-150 мм. Кроме этого, нужно учитывать, что общий вес лодки будет соответствовать 300 кг, не больше. Можно считать, что это предельный вес.

Подбор рабочего напряжения

Следует сразу же обратить внимание на тот факт, что дрели и шуруповерты выпускаются на различное рабочее напряжение, такое как 12 V, 14,5 V, 16 V, 18 V и 24 вольта. На такое же напряжение выпускаются и аккумуляторы. И все же, емкости стандартных аккумуляторов, которые обслуживают работу электродрели или шуруповерта в классических условиях работы, не хватает, чтобы обеспечить необходимое движение лодки на воде. В связи с этим, лучше обратить внимание на автомобильный аккумулятор, который обладает гораздо большей емкостью. А поскольку автомобильный аккумулятор выдает под нагрузкой 12 V то и дрель следует выбирать с рабочим напряжением 12 V.

Естественно, что можно сделать батарею аккумуляторов из набора выпускаемых аккумуляторов для электроинструмента на любое напряжение, но это может обойтись гораздо дороже.

Необходимые инструменты и материалы

Для подобного приспособления понадобятся следующие детали:

  • электродрель для мотора;
  • струбцины для крепления мотора (дрели). Подойдут как готовые заводские, так и кустарного изготовления;
  • редуктор от болгарки подходит, если мотор будет установлен на транце лодки;
  • трубки круглые диаметром 20 мм и трубки, профилированные 20х20 мм. Из них будет сделана штанга и крепление для мотора (дрели);
  • круглый прут из металла, из которого будет сделан вал мотора, а также листовой металл для гребного винта.

Для работы могут понадобиться следующие инструменты:

  • ножницы по металлу;
  • сварочный аппарат, хотя можно обойтись и без него;
  • электродрель и набор сверл;
  • болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
  • если в конструкции предусмотрено дерево, то гвозди или саморезы (а также дерево).

Механизм подъема для крыльчатки

Наличие подъемного механизма кардинально упрощает работу и обслуживание всей системы, тем более, что встречаются случаи, когда необходимо срочно поднять гребной винт. Как правило, подобный механизм управляет положением электродвигателя во всех плоскостях (вертикальной и горизонтальной).

Как вариант, можно предложить следующую конструкцию подобного механизма: на транце лодки крепится мотор с помощью струбцин, которые жестко фиксируются к пластине. Струбцины снабжены кольцами, сквозь которые продета трубка, а к приваренной по центру трубки оси продевается вал мотора. Получается очень простое шарнирное соединение, которое может обеспечить нормальное управление мотором.

Крепление редуктора и изготовление гребного винта

Насколько известно, дрель предназначена для сверления отверстий и имеет высокие конечные обороты, что не приемлемо для обеспечения работы гребного винта, который работает на оборотах, более медленных. Поэтому, чтобы уменьшить обороты, передаваемые на винт, требуется установка редуктора. Иногда их нужно 2 штуки, в зависимости от конструкционных решений. Верхний редуктор должен понижать обороты дрели с 1500 до 200-300 оборотов, что обеспечит нормальный ход лодки.

Нижний редуктор служит для горизонтальной установки гребного винта. При использовании редуктора от болгарки, его просто зажимают в патроне дрели.

Изготовление пропеллера гребного винта начинают с разметки его на отрезке стального листа. Как уже было сказано выше, его диаметр должен быть не более 130-150 мм. Можно взять квадрат металла, размерами 200х200 мм и толщиной 2,5-3,0 мм. Лучше если это будет нержавейка, хотя она намного сложнее в обработке. В крайнем случае, можно использовать крыльчатку от воздушного вытяжного вентилятора или системы охлаждения автомобиля. При этом, следует учитывать, что профиль крыльчатки предназначен для работы с воздушной массой. В связи с этим, придется заняться ее изготовлением самостоятельно.

По центру квадрата сверлится отверстие под посадочный винт. По диагоналям делаются прорези так, чтобы по центру остался лист целым до 25-30 мм. После этого приступают к формированию формы лопастей. Как правило, они имеют округлый внешний вид. При этом нужно следить, чтобы лопасти имели одинаковый размер, иначе будут вибрации. После этого лопасти слегка разворачивают на определенный угол. При этом, нужно учитывать направление вращения лопасти.

Испытание конструкции до установки на лодку

Поскольку изготовление происходит в домашних условиях и, чтобы, как говорят, не обломаться на воде, следует провести испытания. Для этого подойдет любая емкость с водой, в которую поместится гребной винт. Естественно, что чем больше емкость, тем лучше. В крайнем случае, если имеется возможность, то рекомендуется выехать на природу, к речке или пруду и опробовать его в действии, не устанавливая на лодку.

При работе двигателя должна наблюдаться и ощущаться направленная струя воды. Кроме этого, не должно ощущаться серьезных вибраций. В случае, если гребной винт работает не в полную мощность, можно его доработать, увеличив угол наклона лопастей.

Система управления мотором дорабатывается в зависимости от пожеланий владельца лодки. Главное, чтобы управлять было удобно. Кнопку регулирования оборотов двигателя лучше вынести на удобное место.

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

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector