Сериесный электродвигатель: Сериесный двигатель что это

Существует четыре основных варианта зарядки двух аккумуляторных батарей на борту: выключатели аккумуляторных батарей, сдвоенные генераторы переменного тока, раздельные зарядные диоды и т. д.

Поскольку на борту современной крейсерской яхты появляется все больше и больше электрического оборудования, наступает время, когда аккумулятор…

Когда я купил ее новой, на моей лодке была всего одна бытовая батарея емкостью 75 Ач, которую лучше всего описать как достаточную, если вы…

Это дало нам эталон для Old Nick , доказав, что электрический серийный гибрид может выдержать тяжелый крейсерский день, не полностью разряжая аккумуляторную батарею.

Тем не менее, вопросы остались, в частности, технология свинцово-угольных аккумуляторов, о которой до этого момента мы ничего не слышали.

Мы проконсультировались с техническим директором Ortomarine Робом Хаудлом, который подтвердил, что у них есть хороший опыт работы с углеродом на недавно построенном полностью электрическом прогулочном катере. Обретя уверенность, мы связались с британскими офисами Leoch, производителями свинцово-угольных батарей, которые использовала Ortomarine. У Leoch есть очень большой ассортимент аккумуляторов, охватывающих все основные технологии, и предоставленная ими информация убедила нас в том, что свинцово-угольные аккумуляторы — это то, что нужно.

Мы определили следующие основные требования к батареям для питания Old Nick :

• Минимум 48 В, 600 Ач
• Батарейки, которые можно использовать круглый год
• Обычная глубина разряда» (DOD) 50%
• Жизненный цикл 3000 или более разрядов
• Нулевое обслуживание
• Вариант невертикальной установки для гибкого использования пространства
• Выдержать обычный частичный заряд (PSOC)
• Не разорит наш бюджет

Введя эти требования в сравнительную таблицу, стало ясно, что подходят только свинцово-угольные или литиевые батареи. Если бы деньги не были проблемой, то литий, вероятно, выиграл бы день, хотя были некоторые опасения, а именно:

• Каждая литиевая батарея имеет внутри свою собственную систему контроля батареи (BMS), любая из которых может выйти из строя
• Некоторые источники утверждают, что лучше не ставить литиевые батареи последовательно, а покупать литиевые батареи на 48 В (которые еще дороже)
• Для некоторых популярных литиевых аккумуляторов указано, что их нельзя заряжать при температуре ниже 5°C, что делает их зимнее использование на каналах Великобритании потенциальной проблемой.

См. наш комплексный тест литиевых аккумуляторов 12 В для лодок.

К сожалению, решение перейти на электричество уже вытянуло бюджет до максимума, так что пришлось экономить. Свинцово-углеродный аккумулятор подходил по большинству параметров и, за исключением глубины разряда и скорости перезарядки, соответствовал литию в большинстве областей. Они тяжелее, но вес не является такой проблемой на узкой лодке, как на парусной яхте, и, учитывая, что стоимость хорошей установки LiFePo4 примерно в три раза выше, действительно не было никаких сомнений в том, что свинцовый уголь был лучший выбор для нас.

Впечатляющий набор свинцово-угольных аккумуляторов Leoch 2V LC2

Изучив каталог Leoch, стало ясно, что существует два диапазона свинцово-угольных аккумуляторов 2V: диапазон LRC2, который Ortomarine использовал ранее, и более дешевый диапазон LC2, которые были легче (12 кг). на батарею) и срок службы на 25% меньше (3000 по сравнению с 4000 при глубине разряда 60%).

Мы выбрали более дешевые, рассчитывая не более чем на 300 дней плавания в год, и что батареи редко опускаются ниже 60% глубины разряда, поэтому должна быть возможность продлить срок службы батарей LC2 минимум на 10 лет (их расчетный срок службы составляет 12 лет и более).

В этой таблице приведены основные критерии выбора аккумуляторов, которые помогут решить, какой тип аккумуляторов лучше всего подходит для любого конкретного применения

При выборе аккумуляторов внимание было обращено на серийную гибридную систему. В настоящее время существует ряд производителей бортовых электродвигателей (Bellmarine, Lynch, Waterworld, Tema и т. д.) и такое же количество производителей дизельных генераторов (Fischer Panda, Mase, Beta Marine, Westerbeke и т. д.).

Многие компании сотрудничают, чтобы предоставить комплексное решение, но только один производитель мог предоставить полную серийную гибридную систему: Vetus Marine.

Vetus позиционирует себя как «создатель лодочных систем», и именно это они сделали для нас. В дополнение к поставке одного из своих новых электродвигателей E-Line, они поставили генератор мощностью 6 кВА, 1500 об / мин (GLX6,5SIC), одно из своих последних бесколлекторных носовых подруливающих устройств 65 кгс (BOWPRO65) и целый список другого оборудования, включая кормовое шасси, резервуары, водонагреватель, насосы, опора и карданный вал.

Есть несколько компаний, которые могли бы поставить этот спектр оборудования, и, конечно же, ни одна из них не имеет конкурентоспособного нового электрического двигателя.

Old Nick была первой лодкой в ​​Великобритании, на которой был установлен один из новых двигателей E-Line, и мы получили отличную поддержку от команды Vetus на протяжении всего процесса проектирования и сборки, и мы очень довольны работой во время ввода в эксплуатацию и наша первая пара экскурсий.

Мы были немного обеспокоены размером 13 дюймов x 9в пропеллере, который рекомендовал Vetus, поскольку предыдущие электрические узкие лодки, как правило, выбирали пропеллеры большего размера. Как оказалось, Ветус попал в точку.

Инженер по применению и менеджер по продажам компании присоединились к нам во время пуско-наладочных работ в начале декабря, чтобы провести серию испытаний, чтобы убедиться, что ускорение, торможение (в пределах одной длины лодки) и, что наиболее важно, соотношение оборотов к скорости и текущим значениям соответствует норме. в пределах спец.

Еще одним ключевым компонентом любой электрической лодки является набор солнечных батарей. Вся площадь крыши Old Nick была отдана под 12 полугибких солнечных панелей мощностью 160 Вт, что было немалым достижением. Узкие лодки обычно полагаются на крышу для хранения сходней, лодочных шестов, лодочных крюков, антенн, дымоходов и многого другого. Мы установили две антенны 4G по обе стороны от люка, использовали временную ТВ-антенну моей собственной конструкции и убрали складной трап в задний рундук.

См.: Солнечная энергия – все, что вам нужно знать

С точки зрения производительности, полугибкие панели не производят столько энергии, сколько жесткие панели того же размера, которые можно наклонять к солнцу. Тем не менее, они хорошо выглядят, не цепляются за веревки и по ним можно ходить.

Мы действительно не хотели постоянно наклонять панели к солнцу, чтобы получить оптимальную мощность, и до сих пор были очень впечатлены работой наших полугибких панелей.

На внутренних водных путях ваши солнечные панели находятся в тени так же часто, как и на ярком солнце, поэтому компания Ortomarine разумно разделила 12 панелей на три параллельных набора. С одним набором в передней части крыши, вторым набором посередине и последним набором на корме. Это снижает вероятность «затенения», вызывающего одновременное снижение выходной мощности всех трех комплектов.

При ярком солнечном свете каждый комплект из четырех панелей (соединенных последовательно) дает 80,8 В и 7,9 А на комплект.

При параллельном подключении трех комплектов напряжение остается на уровне 80,8 В (что находится в безопасных пределах, установленных производителями солнечных панелей и контроллеров MPPT), но ток увеличивается втрое до 23,7 А.

Поскольку мощность = напряжение x ток, вы получаете в три раза больше мощности: колоссальные 1915 Вт (80,8 В x 23,7 А).

Когда вы полностью зависите от электричества для движения и бытовых нужд, очень важно иметь хорошо спроектированную и проверенную систему управления энергопотреблением.

Ortomarine всегда использует Victron для этого критически важного компонента, и мы были очень довольны этим выбором, выбрав систему 48V 8KVA Quattro. Quattro позаботится о переключении между берегом, генератором и солнечными источниками энергии, а также включает в себя многоступенчатое зарядное устройство на 48 В и мощный инвертор, который может работать со стиральной машиной, индукционной плитой и духовым шкафом.

В дополнение к цепи переменного тока на борту имеется три цепи постоянного тока: 48 В для двигателя, 24 В для насосов и носового подруливающего устройства и 12 В для освещения, системы управления и сети NMEA 2000.

Устройства Victron DC-DC Orion используются для создания этих дополнительных цепей постоянного тока из аккумуляторной батареи 48 В, и все контролируется с помощью сверхинтеллектуального Victron Cerbo GX. Эта маленькая коробка объединяет все данные с различных устройств Victron и отображает ряд веб-страниц, к которым можно получить доступ на вашем телефоне/планшете/компьютере.

Все данные также отправляются в облако (сервер Victron VRM), чтобы вы могли удаленно контролировать все энергосистемы лодки и вести историческую базу данных о мощности солнечной энергии, состоянии батареи и т. д.

На многих лодках это было бы можно рассматривать как очень мощную и законченную систему, но у Old Nick есть еще одна хитрость в рукаве.

Технический директор Ortomarine Роб Хаудл занимался проектированием промышленных систем управления и автоматизации для тяжелой промышленности (нефтегазовой, фармацевтической и судоходной). Он хорошо использовал этот опыт, разработав передовую систему управления судном, которая является сердцем каждой лодки Ortomarine.

Система управления, называемая Ortomate, представляет собой центральный узел, который отслеживает и контролирует все основные системы на борту.

Движение, управление питанием, отопление, освещение, резервуары, безопасность и связь контролируются, контролируются, а затем эти данные сохраняются в облаке.

Центральный выделенный цветной сенсорный дисплей обеспечивает простой способ доступа ко всем функциям системы, где каждая функция находится всего в двух нажатиях кнопки.

Более того, установив бесплатное приложение, вы можете ходить по лодке, воспроизводя все функции Ortomate на своем смартфоне или планшете, или вы можете удаленно проверять лодку из своего офиса или дома.

С системой Ortomate вы получаете полный контроль и душевное спокойствие.

См. выпуск новостей PBO: Испытания лодки по каналу Вустер-Дройтвич

После трех месяцев жизни на борту Старый Ник был на лодке пару раз, но первоначальные признаки были очень положительными. После четырехчасового круиза, почти без солнечной энергии, заряд батарей упал только до 85% SOC, что подтвердило бы, что мы сможем путешествовать в течение 1-2 дней зимой, прежде чем запускать генератор.

Еще более обнадеживает то, что с большей мощностью солнечной энергии мы сможем путешествовать каждый день, не запуская генератор и не нуждаясь в береговом питании.

По нашим оценкам, это может быть по крайней мере 6 месяцев в году, при 6-8-часовом плавании по обычным каналам. В очень долгие дни или во время круиза по реке может потребоваться запустить генератор на час или два, но в течение года мы оцениваем сокращение использования дизельного топлива на 70% по сравнению с традиционной узкой лодкой с дизельным двигателем. .

Благодаря значительному снижению расхода дизельного топлива, отсутствию газа и твердотопливной плиты, Old Nick настолько безвреден для окружающей среды, насколько это может быть в настоящее время узкая лодка.

Компания Ortomarine, следуя своему личному и корпоративному духу защиты окружающей среды, приняла смелое решение, что отныне будут приниматься только заказы на лодки, оснащенные какой-либо электрической силовой установкой.

Мы очень довольны Old Nick и задокументировали весь процесс проектирования и выбранное оборудование в нашем блоге (thesumpnersafloat.com). переоборудовать.

Как только мы снова сможем путешествовать, мы опубликуем все данные о производительности нашего электрического двигателя, солнечных панелей и аккумуляторов в самых разных условиях. Это должно стать дополнительным доказательством того, что серийные электрические гибриды можно использовать для непрерывных круизов и реально изменить окружающую среду.