Какой мотор для лодки выбрать, бензиновый или электрический? Об электролодках
Мотор для лодки – не роскошь, а нужное и полезное приобретение. Он позволяет быстро перемещаться по водной глади без применения весел, с легкостью преодолевать значительные расстояния, наслаждаться отдыхом на водоемах, рыбачить или охотиться. Хороший движок значительно расширяет возможности использования маломерного судна и радует своего владельца при каждом выходе на воду.
Нюансы выбора
Остается решить, какой вариант вам нужен: электрический, бензиновый или оба? Ответ зависит от ваших планов и условий использования лодки. Когда нужна солидная мощность и скорость, их с легкостью обеспечивает бензиновый мотор для лодки. Когда важна маневренность, тихий ход, возможность аккуратно подойти к укромным местам или рыбачить «на дорожку», с этими задачами виртуозно справляется электромотор.
Чтобы удовлетворить все потребности, желательно иметь на лодке и бензиновый, и электрический движок.
Если же какие-то функции вам не нужны, можно ограничиться одним двигателем. Далее мы подробно сравним бензиновый и электрический мотор для лодки, сопоставим их функционал, плюсы и минусы.
На бензине – быстро, но шумно
Бензиновый мотор выигрывает по 2 параметрам:
- Он мощный – уверенно преодолевает любые маршруты, справляется даже с большими волнами и сильным ветром.
- Он дает максимальную свободу перемещений – не зависит от аккумуляторной батареи, не ограничивает вас во времени и позволяет ходить на любые расстояния. Главное, чтобы хватило запаса топлива.
Но по многим характеристикам бензиновый «силач» уступает небольшому электромотору. Прежде всего, топливный движок более прожорлив, сложнее и дороже в эксплуатации. Солидный вес ограничивает возможности его использования. Например, на корму надувной весельной лодки его не поставишь.
И, конечно же, тихо работать он не умеет. Гул бензинового движка не только распугивает рыб и птиц, но и не дает насладиться звуками природы.
Не зря такие движители запрещено использовать в период нереста, а также в охраняемых и заповедных зонах.
Электромотор – когда спешка ни к чему
Электрический мотор для лодки не такой тяговитый – преодолеть сильное течение или встречный ветер ему тяжело. Даже на спокойной воде он тянет лодку со скоростью до 5–8 км/ч. В режим глиссирования на таком движке не выйти – он предназначен только для перемещений на маломерных судах в режиме водоизмещения. Время его автономной работы зависит от параметров аккумуляторной батареи. Обычно АКБ выбирают так, чтобы она обеспечивала 3-часовую работу двигателя на полной мощности.
В целом лодочный электромотор имеет оптимальные характеристики для рыбалки и релакса на небольших водоемах:
- Простота использования – он работает без бензина и масла, легко перевозится в произвольном положении, не требует техобслуживания и консервации на зиму.
- Компактность и легкий вес – такой движок проще переносить и устанавливать, он подходит для большинства маломерных судов и не отягощает их.
- Экономичность – электроэнергия для зарядки АКБ обходится намного дешевле, чем топливо.
- Тихая работа без вредных выбросов, экологичность. Электромотор отлично подходит для отдыха на воде – прогулок по озеру, купания возле лодки, рыбалки. Такие движители уместны даже в заповедных зонах и закрытых водоемах, где бензиновые агрегаты запрещены.
- Простая установка и легкий старт. Нужно просто подвесить движок на транец, подсоединить его клеммы к батарее, настроить высоту погружения винта, нажать кнопку пуска или щелкнуть румпелем.
- Маневренность и плавный ход – электромотор легко управляется и позволяет ловко маневрировать даже на мелководье, в камышовых зонах и на заросших участках.
- Удобная настройка скорости под любые задачи. У большинства моделей предусмотрено 4–5 передних и 2–3 задних передачи. Переключаются они быстро и плавно, позволяя настроить нужный скоростной режим для троллинга, ловли рыбы на спиннинг и других целей.
Сравнение по основным параметрам
Критерий сравнения | Бензиновый двигатель | Электромотор |
Конструкция | Сложнее – гораздо больше деталей и узлов. | Проще |
Размеры, вес | Громоздкий, тяжелый. | Компактный, легкий. При сравнении стоит учесть и вес аккумулятора. Свинцово-кислотные модели достаточно тяжелые, но литиевые АКБ – втрое легче. |
Обслуживание | Сложнее – замена бензина, масла и смазки, настройка клапанов, замена свеч, консервация на зиму. | Все просто – нужно только вовремя заряжать аккумуляторную батарею. |
Мощность и скорость | Больше | Меньше. Исключение – электролодки для соревнований. Их оснащают мощными электродвигателями и емкими аккумуляторами. |
Способность преодолевать встречный ветер, сильное течение, волны | Отличная | Слабая |
Автономность | Выше – при наличии запаса топлива можно совершать долгие и дальние путешествия. | Ниже – ограничена емкостью аккумуляторов. Обычно заряда батареи хватает на 3–4 часа хода на полной мощности. Для дополнительной подзарядки АКБ иногда используют солнечные батареи и портативные ветрогенераторы. |
Шум при работе | Характерный гул, который слышен издалека и распугивает представителей фауны. | Тихая работа. |
Влияние на экологию | Продукты сгорания топлива – выхлопные газы, масляная пленка на воде. | – |
Функции якоря | Нет | У некоторых моделей есть GPS якорь, удерживающий лодку или катер на месте. |
Цена | Выше | Обычно – ниже, даже в комплекте с АКБ. |
Где лучше использовать? | Большие водоемы, быстрые реки, морские переходы, дальние перемещения по акватории. | Небольшие участки водоемов, озера, мелководье, камышовые зоны, заросшие участки, закрытые водоемы, заповедники. |
Для каких целей подходят? | Быстрое перемещение по воде практически на любые расстояния, уверенное преодоление встречного ветра и течения. | Оснащение надувной или ПВХ лодки, небольшого катера, байдарки. Водные прогулки при спокойном течении, активный отдых, посещение заповедных и охраняемых зон, тихих озер и небольших водохранилищ. Троллинг, рыбалка на спиннинг, ловля белой рыбы на мелководье и у камышей в заливах крупных рек, ловля «на кольцо». |
Но все зависит от технических характеристик.Выводы
Бензиновый движитель хорошо подходит для продолжительных и дальних перемещений.
Его мощность позволяет уверенно преодолевать даже сильное течение и быстро добираться на нужное место. Электромоторы сильны в другом: рыбаки и капитаны маломерных судов ценят их бесшумность, экологичность, маневренность. Нередко электромотор используется в роли вспомогательного двигателя. Это позволяет, например, добираться до места клева на ДВС, а затем переходить на электропривод.
Читайте в предыдущей статье блога Voltbikes об открытии электровелосезона 2022 года, тенденциях развития и новинках.
Какой мотор выбрать — двухтактный или четырехтактный
В общем и целом, однозначно ответить за Вас какой лодочный мотор лучше можете только Вы. Мы же в свою очередь постараемся наиболее полно описать сравнение двухтактных двигателей с четырёхтактными.
Если бы можно было однозначно ответить на этот вопрос, в продаже не был бы обоих вариантов, а остался бы только один.
В то же время каждый покупатель вынужден искать для себя ответ на это вопрос.
Подходить к нему необходимо с нескольких ракурсов.
Экологические критерии
Что касается экологического аспекта, двухтактные моторы запретили в наиболее передовых государствах Евросоюза по той простой причине, что в таком двигателе масло , смазывающее коленвал, попадает в камеру сгорания. По задумке создателя агрегата масло должно сгорать вместе с бензином и извергаться с выхлопными газами. На деле часть несгоревшей смеси всегда попадает в выхлоп, усиливая и без того негативное воздействие двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду. Немного успокаивают расчеты, согласно которым для нанесения заметного экологического ущерба водным обитателям плотность моторных лодок должна превышать одну на квадратный километр поверхности, в России этот показатель гораздо ниже, хоть и имеет тенденцию расти.
В Германии двухтактники продаются гораздо дороже четырехтактников, поскольку их адаптируют под существующие экологические нормы. В Финляндии запретили продажу лодочных 2T-моторов, что повысило их популярность на вторичном рынке.
В России пока об экологии заботятся меньше, природоохранных законов меньше, и в выборе вас могут ограничивать лишь финансы или личные убеждения.
Вес мотора
Поскольку у четырехтактных моторов каждый четвертый такт рабочий. а у двухтактных — каждый второй,можно предположить, что при одинаковых размерах камер сгорания второй примерно в два раза мощнее первого. На практике это отношение достигает величины 1,6 — 1,7 из-за попадания несгоревших продуктов в выхлоп в 2T-двигателе и других следствий конструктивных отличий. Таким образом, примерно в такой пропорции должны отличаться и массы моторов, имеющих одинаковую мощность.
Масса мотора имеет значение, если вы его возите с собой в автомобиле и периодически снимаете-надеваете на лодку, а также если само плавсредство имеет небольшие габариты, ведь нос короткой лодки нужно дополнительно прогружать.
Разница в весе растет с увеличением мощности мотора. В случае 15 л. с. она составит порядка 20 кг. Существенно это для вас или нет — зависит от вашей физ.
подготовки и от того, где «живет» мотор — на транце или в гараже.
Если конструкция вашей лодки позволяет глиссировать, нужна мощность мотора из расчета 1 л. с. на 25-30 кг общего веса. Т. к. масса самого мотора тоже складывается, при выборе пяти лошадей двухтактные предпочтительнее, если 10 и более — масса двигаетля уже не играет значительной роли.
Экономичность
Конструктивно четырехтактный мотор сложнее, и это основная причина того, что он дороже в расчете на единицу мощности.
Что касается расхода топлива, КПД у 4T выше, масла и бензина они расходуют поменьше. В 2Т масло нужно не только для смазки, оно там еще и горит, а хорошее масло гораздо дороже бензина. В 4Т отработка начинает выводится лишь в момент прохождения нижней точки траектории головкой цилиндра, что почти исключает наличие несгоревшего топлива в выхлопе.
Если вы эксплуатируете лодку лишь несколько раз в летние месяцы, экономия на ГСМ будет несущественная, но если лодка отдыхает только когда на реке лед, стоит рассмотреть возможность экономии расходов.
Четырехтактный мотор заправлять проще: достаточно долить бензина, в то время как для двухтактного нужна смесь в определенной пропорции, и чтобы просто добавить бензина или масла, нужно учитывать оставшееся количество топлива.
Хотя владельцы 2Т не жалуются: просто берут канистру, наливают в нее масло, и по дороге они перемешиваются. К тому же сегодня выпускают так называемые самосмешивающиеся марки масел.
Ресурс
Как правило, заявленный в паспорте 4Т-двигателя моторесурс выше, чем у 2Т-аналога. Но проверить эту закономерность на практике не представляется возможным, ведь для эксперимента в реальных словиях нужно ежедневно эксплуатировать плавсредство на протяжении нескольких сезонов подряд. В случае, например, мотоциклов 70х годов, иной экземпляр до сих пор можно встретить поднимающим пыль на далекой деревенской дороге в заботливых руках какого-нибудь деда, причем не факт, что головка цилиндра заменена.
Ремонт и обслуживание
Как бы ни улучшал технологии и систему контроля качества производитель, поломки иногда случаются у любых моделей.
Тут становится очевидным, что чем более именита марка двигателя и чем выше его стоимость, тем и детали дороже.
Тут важен и географический фактор, и сложность конструкции. В целом специалистов по 2Т больше, и детали на них подешевле.
Для настройки некоторых современных 4Т требуется исключительно фирменный сервисный центр.
Прочее
Зачастую на рыбалке требуется перемещаться как можно тише. тут преимущество однозначно на стороне 4Т, хотя на малых оборотах разница заметна меньше.
Но если нужно постоять на месте при работающем двигателе, сказывается другой недостаток 2Т: дымность. На дорожке при попутном ветре вы в полной мере оцените химический состав выхлопа.
В общем, если кратко резюмировать, два такта дешевле, четыре — удобнее в эксплуатации. Выбор за вами!
Что такое мотор? | Серводвигатели | Продукты и решения
Начало моторов
В 1831 году британский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, согласно которому электрический ток протекает при перемещении магнитов в воздушном сердечнике катушки.
Закон электромагнитной индукции доказал, что электрическая энергия и механическая энергия взаимопревращаемы. Говорят, что это катализатор изобретения моторов. В те времена Великобритания находилась в периоде первой промышленной революции, и паровая энергия была движущей силой революции. Никто не мог признать важность двигателей, которые работали с электричеством в те дни без сети.К практичным двигателям
Со времени открытия Фарадеем электромагнитной индукции люди изобрели ряд двигателей. В 1834 году Томас Давенпорт изобрел практичный двигатель постоянного тока. После этого югославский инженер-электрик, впоследствии ставший американцем Никола Тесла, придумал приводить в действие двигатели переменным током. В 1882 году идея принципа вращающегося магнитного поля внезапно пришла ему в голову, когда он гулял по парку. В 1887 году он завершил практичный двухфазный двигатель переменного тока (асинхронный двигатель), использующий вращающееся магнитное поле.
С тех пор развивались технологии переменного тока, такие как трансформатор, трехфазная трехпроводная система, а также сеть электропитания. Чем доступнее становилось электричество, тем шире расширялось использование двигателей.Благодаря прорыву Теслы, теперь мы можем наслаждаться жизнью с электричеством и моторами. Кстати, когда-то Тесла работал в компании, которой руководил великий изобретатель Эдисон, он столкнулся с Эдисоном и через год покинул компанию. Тесла оставил слова, цинично искажая слова Эдисона, говоря: «Гений — это 1 процент вдохновения и 99 процентов напрасных усилий».
отправление Yaskawa Electric
Говорят, что первый двигатель, использованный в Японии, был для лифта (вмещал 15-20 человек, работал до 8-го этажа) в Рёнкаку, первом небоскребе в западном стиле в Японии, открытом в 1890 году в районе Асакуса, Токио. . Не говоря уже о том, что в Японии не было такой технологии проектирования и производства двигателей, в лифте применялся 15-сильный двигатель (двигатель постоянного тока), купленный в Америке.
В 1890-х годах в Японии началось использование импортных двигателей, например, для насосов в шахтах. Поскольку уровень промышленных технологий в Японии в те времена был значительно ниже, чем в Европе и Америке, большая часть электроприборов была импортной. Однако говорят, что они часто выходили из строя. Так что моторы отечественного производства постепенно набирали обороты.
В 1895 году был выпущен первый двигатель (асинхронный двигатель), произведенный в Японии. Затем, в 1915 году, была основана Yaskawa Electric как компания, которая производила и продавала электротовары, произведенные исключительно в Японии, и запустила первый заказ асинхронного двигателя в 1919 году.17. Для начала операторы угольных шахт начали размещать заказы на двигатели Yaskawa для своих насосов и тягачей.
Различные виды и характеристики двигателей
Через 180 лет после рождения двигателей их производительность и удобство использования значительно улучшились благодаря прогрессу в технологиях проектирования и производства, технологии материалов и электроники.
Существуют различные способы вызова двигателей в зависимости от категоризации функций и структур, таких как серводвигатель для его точной работы по командам, линейный двигатель для его линейного движения, вибрационный двигатель для его вибрации для уведомления о входящем вызове на мобильный телефон и мотор-редуктор для комбинированного редуктора. У двигателей также есть несколько названий, хотя их конструкция одинакова. Начиная с двигателя для угольной шахты, теперь, когда двигатели Yaskawa Electric используются в самых разных областях, таких как промышленное оборудование, роботы и электромобили (EV). Например, в приведенном ниже списке показано несколько наименований, используемых в двигателях для электромобилей. Люди давали имена двигателям, чтобы определить их отличия от других, в результате чего у двигателей осталось много названий. Это такой сложный фон, но также и «доказательство диверсификации мотора».Классификация двигателей
Двигатели постоянного токапропускают через него постоянный ток (DC), кроме того, двигатели переменного тока пропускают переменный ток.
Бесщеточный электродвигатель постоянного тока представляет собой двигатель постоянного тока, в котором щетка и коллектор заменены полупроводниковым переключающим элементом. Универсальный двигатель способен вращать двигатель на высокой скорости с электричеством переменного тока 100 В для домашних хозяйств, удерживая ту же щетку и коллектор для двигателей постоянного тока. Помимо них, есть шаговый двигатель, который движется с прямоугольным потоком тока, и вентильный реактивный двигатель. Ультразвуковой двигатель — это специальный двигатель, который работает за счет вибрации пьезоэлектрической керамики с подачей высокочастотного напряжения.1) Двигатели постоянного тока
Двигатель, который многие японские ученики использовали в своих научных экспериментах, когда они учились в начальной школе, был двигателем постоянного тока. Это самый популярный двигатель, используемый в моделях, бытовой электронике и вибрационных двигателях в мобильных телефонах.
Чтобы объяснить примерно строение двигателей, в нем есть ротор и статор. Ротор — это часть, соединенная с валом, а статор — неподвижная часть, составляющая внешнюю часть.Статор двигателей постоянного тока содержит постоянные магниты и щетки, подающие электрический ток на ротор, а ротор содержит обмотки и коллектор. Как только щетки подают постоянный ток на коммутатор, электрический ток начинает течь через обмотки, подключенные к коммутатору, и создает крутящий момент. Здесь обмотки и коммутатор имеют механизм для протекания электрического тока таким образом, чтобы крутящий момент оставался на одном уровне. Главной особенностью двигателя постоянного тока является его удобство использования, которое работает с сухим элементом. Вы можете изменить направление вращения, просто изменив подключение проводов двигателя. Вот почему двигатели постоянного тока получили широкое распространение.
2) Бесщеточные двигатели постоянного тока
Вы можете описать бесщеточный двигатель постоянного тока как «двигатель без щеток, хотя он имеет функцию, аналогичную двигателю постоянного тока».
Он содержит обмотки в статоре и постоянные магниты в роторе в качестве своей конструкции. У него нет щеток и коммутатора, которые раньше были у двигателей постоянного тока, вместо этого он удерживает элемент полупроводникового переключателя снаружи двигателя. Он работает, чтобы постоянно пропускать постоянный ток через две из трех фаз обмоток, фазы U, V и W. Он переключает ток в соответствии с положением постоянных магнитов, обнаруженным, например, датчиком Холла, и продолжает генерировать то же самое. уровень крутящего момента.3) Синхронные двигатели
С другой стороны, синхронный двигатель вращается по синусоиде, используя информацию, полученную датчиком угла, прикрепленным к краю ротора. Синхронный двигатель назван в честь механизма, в котором вращение магнитного поля, создаваемого трехфазными обмотками, синхронизируется с вращением ротора. Структура синхронных двигателей в основном такая же, как у бесщеточных двигателей постоянного тока.
Поэтому люди часто принимают синхронные двигатели за бесколлекторные двигатели постоянного тока и наоборот.Одной из особенностей как синхронных двигателей, так и бесщеточных двигателей постоянного тока является то, что они способны предотвратить износ щеток и электрические помехи. Они также способны к уменьшению размера, высокой производительности и высокой эффективности за счет использования сильных редкоземельных магнитов. Благодаря этим функциям существует широкий спектр применения, например, в информационных устройствах, бытовой электронике, автомобильных двигателях и серводвигателях. Говорят, что на двигатели постоянного тока приходится 70%, а на совокупное количество бесщеточных двигателей постоянного тока и синхронных двигателей приходится 20% от общего количества производимых малогабаритных двигателей.
4) Асинхронные двигатели
Принцип вращения асинхронных двигателей основан на «вращениях Араго», открытых французским физиком Араго.
Это явление, когда вы помещаете алюминиевый диск между U-образным магнитом и перемещаете магнит в направлении вращения, алюминиевый диск начинает вращаться в том же направлении с небольшой задержкой во времени. При изменении магнитного поля от U-образного магнита на алюминиевом диске через алюминиевый диск протекает спиральный электрический ток (закон электромагнитной индукции), и действие тока и магнитного поля U-образного магнита создает электромагнитную силу. Асинхронные двигатели — это изобретение, в котором применены вращения Араго.Статор асинхронных двигателей содержит в своей конструкции трехфазные обмотки. А ротор удерживает алюминиевую часть в виде клетки (корпусный проводник). Когда вы управляете трехфазными обмотками по синусоиде, они создают магнитное поле, которое вращается с определенной частотой. Затем, как и в принципе вращения Араго, электрический ток течет по короткозамкнутому проводнику, воспринимающему изменения магнитного поля, и ротор начинает вращаться с небольшой задержкой по времени.
Асинхронные двигатели менее эффективны по сравнению с бесщеточными двигателями постоянного тока и синхронными двигателями, в которых используются постоянные магниты, однако у них есть другие особенности, например, они применимы к коммерческому источнику трехфазного переменного тока 200 В, который можно вращать без датчика Холла. или датчик угла поворота, который трудно сломать, который можно эффективно использовать с приводом переменного тока и который обеспечивает большую выходную мощность с двигателем большого размера. Поэтому существует множество вариантов использования асинхронных двигателей в промышленности и транспортных средствах. Подобно биоразнообразию, у нас есть множество двигателей, которые имеют широкий спектр природы в зависимости от различий в структурах и распределении материалов.
Закон электромагнитной индукции доказал, что электрическая энергия и механическая энергия взаимопревращаемы. Говорят, что это катализатор изобретения моторов. В те времена Великобритания находилась в периоде первой промышленной революции, и паровая энергия была движущей силой революции. Никто не мог признать важность двигателей, которые работали с электричеством в те дни без сети.
С тех пор развивались технологии переменного тока, такие как трансформатор, трехфазная трехпроводная система, а также сеть электропитания. Чем доступнее становилось электричество, тем шире расширялось использование двигателей.
Существуют различные способы вызова двигателей в зависимости от категоризации функций и структур, таких как серводвигатель для его точной работы по командам, линейный двигатель для его линейного движения, вибрационный двигатель для его вибрации для уведомления о входящем вызове на мобильный телефон и мотор-редуктор для комбинированного редуктора. У двигателей также есть несколько названий, хотя их конструкция одинакова. Начиная с двигателя для угольной шахты, теперь, когда двигатели Yaskawa Electric используются в самых разных областях, таких как промышленное оборудование, роботы и электромобили (EV). Например, в приведенном ниже списке показано несколько наименований, используемых в двигателях для электромобилей. Люди давали имена двигателям, чтобы определить их отличия от других, в результате чего у двигателей осталось много названий. Это такой сложный фон, но также и «доказательство диверсификации мотора».
Бесщеточный электродвигатель постоянного тока представляет собой двигатель постоянного тока, в котором щетка и коллектор заменены полупроводниковым переключающим элементом. Универсальный двигатель способен вращать двигатель на высокой скорости с электричеством переменного тока 100 В для домашних хозяйств, удерживая ту же щетку и коллектор для двигателей постоянного тока. Помимо них, есть шаговый двигатель, который движется с прямоугольным потоком тока, и вентильный реактивный двигатель. Ультразвуковой двигатель — это специальный двигатель, который работает за счет вибрации пьезоэлектрической керамики с подачей высокочастотного напряжения.
Чтобы объяснить примерно строение двигателей, в нем есть ротор и статор. Ротор — это часть, соединенная с валом, а статор — неподвижная часть, составляющая внешнюю часть.
Он содержит обмотки в статоре и постоянные магниты в роторе в качестве своей конструкции. У него нет щеток и коммутатора, которые раньше были у двигателей постоянного тока, вместо этого он удерживает элемент полупроводникового переключателя снаружи двигателя. Он работает, чтобы постоянно пропускать постоянный ток через две из трех фаз обмоток, фазы U, V и W. Он переключает ток в соответствии с положением постоянных магнитов, обнаруженным, например, датчиком Холла, и продолжает генерировать то же самое. уровень крутящего момента.
Поэтому люди часто принимают синхронные двигатели за бесколлекторные двигатели постоянного тока и наоборот.
Это явление, когда вы помещаете алюминиевый диск между U-образным магнитом и перемещаете магнит в направлении вращения, алюминиевый диск начинает вращаться в том же направлении с небольшой задержкой во времени. При изменении магнитного поля от U-образного магнита на алюминиевом диске через алюминиевый диск протекает спиральный электрический ток (закон электромагнитной индукции), и действие тока и магнитного поля U-образного магнита создает электромагнитную силу. Асинхронные двигатели — это изобретение, в котором применены вращения Араго.
Двигатели
Вернуться на СТРАНИЦУ МОДУЛЯ
Джереми Готтлиб: Автор
Дэвид Лич Андерсон: Автор
Двигатели — один из основных механизмов, с помощью которых роботы передвигаются.
Некоторые двигатели могут быть прикреплены к колесам, которые перемещают робота. Другие двигатели могут вызывать движение суставов конечностей робота. Третьи могут перемещать управляющие поверхности роботизированного самолета или подводной лодки. У робота может быть множество различных видов эффекторов для выполнения определенных задач, но многие из этих эффекторов приводятся в движение моторами.
Двигатели преобразуют электрическую энергию, питающую робота, в механическую энергию, позволяющую роботу выполнять работу. Есть два измерения двигателя, которые важны для понимания того, какую работу он может выполнять.
Скорость — это максимальная скорость двигателя. Обычно это измеряется в оборотах в минуту или RPM. 1 об/мин означает, что ось двигателя будет полностью вращаться по кругу один раз в минуту, что очень медленно. Даже очень дешевый двигатель постоянного тока будет иметь номинальную скорость не менее 1000 об/мин.
Крутящий момент — это показатель силы, выдаваемой двигателем.
Простой способ представить это так: если вы прикрепите руку с грузом к оси двигателя, какой максимальный вес может поднять двигатель.
Как правило (хотя и не всегда), чем выше скорость двигателя, тем ниже его крутящий момент, и наоборот. Часть хитрости в проектировании и создании робота заключается в том, чтобы найти двигатели с правильным балансом крутящего момента и скорости. Шестерни можно использовать для преобразования скорости в крутящий момент или из крутящего момента в скорость, как в автомобиле. В автомобиле первая передача является передачей с высоким крутящим моментом, потому что двигателю требуется много силы, чтобы начать движение автомобиля вперед. Однако, когда вы едете по шоссе, большая часть этой работы будет выполняться инерцией автомобиля, поэтому вам нужно включить высокую скорость, чтобы автомобиль продолжал двигаться на высокой скорости. Это то, что делает высшая передача автомобиля. Промежуточные шестерни уменьшают крутящий момент и увеличивают скорость по мере того, как они становятся выше.
По большому счету, двигатели бывают двух основных типов:
I. Двигатели постоянного тока (постоянного тока)
Двигатели постоянного тока называются так потому, что они питаются током, подаваемым на электроды двигателя. Номинальная скорость двигателя постоянного тока — это максимальная скорость, с которой он может работать. Фактическая скорость, с которой работает двигатель, зависит от силы тока, подаваемого на двигатель. Двигатели постоянного тока могут вращаться как вперед, так и назад в зависимости от направления приложенного тока. Специальные схемы, называемые «Н-мосты», позволяют использовать переключатели и транзисторы для изменения направления движения двигателя без необходимости замены каких-либо проводов. По большей части двигатели постоянного тока имеют очень высокие номинальные скорости и, следовательно, очень низкий крутящий момент. Шестерни и трансмиссии позволяют нам преобразовывать скорость двигателя постоянного тока в крутящий момент, который можно использовать для других задач, таких как перемещение тяжелых роботов или подъем предметов.