מנוע חיצוני המופעל באמצעות סוללת ליתיום. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

מנוע חיצוני המופעל על ידי סוללת ליתיום. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מנועים חשמליים

במאגרים ניתן לראות יותר ויותר דייגים המשתמשים במנועים חשמליים חיצוניים על הסירות שלהם. בהשוואה למנועי בנזין, יש להם מספר יתרונות: העיצוב שלהם פשוט מאוד, כיבוי וכיבוי מתרחשים באופן מיידי, ואין כמעט רעש או שחרור של תוצרי לוואי למים. החיסרון הגדול ביותר של מנועים חשמליים הוא הצורך במקור כוח - סוללה נטענת, שהמסה שלה (בדרך כלל חומצה עופרת) גדולה פי כמה ממסת המנוע עצמו. זה לא נוח במיוחד כאשר דיג מסירת גומי, שבה אתה צריך למקם סוללה כבדה איפשהו. גם חיבור חוטים אינם יוצרים נוחות.

יחד עם זאת, ישנן סוללות שעם קיבולת אנרגטית דומה, המסה שלהן נמוכה משמעותית מאלו של חומצות עופרת. אלה כוללים סוגים שונים של סוללות ליתיום. להלן מתאר מנוע חשמלי חיצוני בגודל קטן המופעל על ידי מקור ליתיום הממוקם ישירות על עצמו. מוצג תרשים של המנוע החשמלי ואספקת החשמל של המכשיר האלקטרוני הנדרש לפעולה. כמו כן נמדדו פרמטרים שונים של מנוע החוץ בכללותו.

לצורך כך נעשה שימוש במנוע חוץ Sevylor SBM12 בעל שני מהירויות 18 וולט, שמשקלו (ללא סוללה) הוא כ-2,5 ק"ג (אותו מנוע זמין גם במותג Aqua Marina T 18). במהירויות גבוהות יותר, הספק מהסוללה מסופק ישירות למנוע החשמלי, ובמהירויות נמוכות יותר, דרך נגד נוסף. במקרה האחרון, כפי שהמדידות הראו, שליש מהאנרגיה הנצרכת מהסוללה הולך לחימום הנגד, כלומר מבוזבז. לפי דרכון המנוע, צריכת הזרם במהירויות גבוהות מגיעה ל-14,7 A, ובמהירויות נמוכות יותר - 7 A. יתרה מכך, במקרה הראשון, על המנוע לפתח כוח על העגינה של 8,1 ק"ג, ובשני - 3,6 kgf. לפי מדידות, במתח אספקה של 11 V, המנוע פיתח כוח של כ-2,5 קג"מ במהירות נמוכה יותר, הקרובה לערך המוצהר.

בגרסה המקורית, מקור הכוח היה סוללה שהורכבה משלוש סוללות מחוברות בסדרה, שכל אחת מהן, בתורה, מורכבת משתי סוללות ליתיום-יון IMR 26650 (KeepPower) המחוברות במקביל בקיבולת של 5200 מיליאמפר/שעה.

כידוע, סוללות ליתיום הן מקורות כוח "עדינים" מאוד: לכל סוג יש מתח מקסימלי שאליו ניתן להטעין את הסוללה, ומתח מינימלי בעת פריקתה. עבור סוללות ליתיום-יון, ערכים אלו לתא הם 4,1 ו-2,9...3,2 V, בהתאמה. בנוסף, עליך לוודא שטמפרטורת הסוללה לא תעלה על 50...60 ^оס

כל הסוללות הוכנסו לקסטה; משקלו של המנוע החיצוני עם מקור כוח כזה המותקן בביתו היה 3,9 ק"ג. במהלך הבדיקה, המנוע החשמלי הותקן באמבט מלא במים ועבד עם המדחף המקורי במהירות נמוכה יותר. כדי לכבות אוטומטית את הסוללה כאשר המתח יורד לרמה הנמוכה ביותר המותרת, נעשה שימוש במכשיר אלקטרוני שהורכב לפי התרשים הבא. לפני כיבוי המנוע פעל ברציפות במשך שעה וחצי. במקביל, הצריכה הנוכחית ירדה מ-7,5 ל-5,3 A.

בדיקות גילו את הבעיה הבאה. מדידות הראו שההתנגדות הפנימית של כל ספק הכוח הטעון היא 210 mOhm. בזרם של 7,5 A, ההספק המתפזר בסוללה הוא כ-12 וואט. בהיותו בתיק סגור, הוא מתחמם די חזק: לאחר כשעה של פעולה רצופה, הטמפרטורה שלו מגיעה ל-50 ^оC וממשיך לעלות. כדי לקרר אותו, נעשה שימוש בשני מאווררים מיניאטוריים של וואט אחד, מה שביטל את הבעיה הזו. יחד עם זאת, היה צורך לסבך מעט את עיצוב המארז כך שהסוללה והמכשיר האלקטרוני היו מוגנים מפני חדירת מים, אך יחד עם זאת, הובטחה זרימת אוויר.

הגרסה הסופית משתמשת בסוללת ליתיום פולימר. יש לו התנגדות פנימית נמוכה יותר בסדר גודל, כך שגם במהלך פעולה רציפה ארוכת טווח במארז אטום, אין צורך בקירור מאולץ. בנוסף, כדי לחסל את הפסדי האנרגיה המתרחשים במנוע המקורי כאשר הוא פועל במהירויות נמוכות יותר, נעשה שימוש במצב אספקת חשמל דופק. בין היתר, זה מאפשר לך לווסת בצורה חלקה את עוצמת המנוע החיצוני ובהתאם, את מהירות הסירה.

מקור הכוח היה סוללת Turnigy Multistar 14,8V. הקיבולת שלו היא 16 Ah, משקל - 1,3 ק"ג. עבור סוללת ליתיום פולימר, המתח המרבי בעת טעינה הוא 4,2 וולט לתא והמתח המינימלי בעת פריקה הוא 3...3,3 וולט. הסוללה מורכבת מארבע סוללות, והמתח הכולל במצב טעון הוא 16,8 וולט. מדידות הראה שההתנגדות הפנימית היא 8 mOhm, כך שגם בזרם של 10 A, ההספק המתפזר בסוללות יהיה פחות מוואט אחד.

מעגל הבקרה של המנוע החיצוני מוצג באיור. 1. כיבוי אוטומטי של הסוללה כאשר המתח שלה יורד לרמה המינימלית המותרת מתבצעת על ידי טריגר שמיט המורכב על טרנזיסטורים VT1 ו-VT2. רמה זו (במקרה שלנו היא 13 V) מוגדרת עם נגד חיתוך R2. שימו לב שלהתקנה מדויקת רצוי להשתמש במה שנקרא נגד גוזם רב-סיבובים (עם הילוך תולעת).

אורז. 1. דיאגרמת בקרת מנוע חיצוני (לחץ להגדלה)

כאשר אתה לוחץ קצר על כפתור SB2, טרנזיסטור VT1 נפתח ו-VT2 נסגר. זה מוביל לפתיחת הטרנזיסטור VT3. כתוצאה מכך, ממסר K1, הכלול במעגל האספן של טרנזיסטור זה, מופעל. המגעים שלו פועלים במעגל סגור ומאפשרים מיתוג של זרם ישר בהספק של עד 16A במתח של עד 24V.

מחולל הפולסים המלבני, המורכב על האלמנטים של המיקרו-מעגל DD1, מקבל את מתח האספקה בהשהייה קלה עקב נוכחותם של קבלים גדולים יחסית C2 ונגד R14. ההשהיה מאפשרת לך להשתמש בלחצן בעוצמה נמוכה כדי להפעיל את המנוע החשמלי. פולסי מתח מהפלט של אלמנט DD1.3 פותחים מעת לעת טרנזיסטור V74, במעגל הניקוז שלו מחובר המנוע החשמלי M1. ההיפוך שלו מתבצע על ידי מתג SA1. כאשר מתח האספקה יורד לרמה הנמוכה יותר שנקבעה (כשהסוללה מתרוקנת), טרנזיסטור W1 נסגר והמכשיר כולו פועל בכיוון ההפוך: מגעי הממסר נפתחים ומקור הכוח מנותק. כדי לכבות מנוע הפועל במתח גבוה יותר, השתמש בלחצן SB1.

עם דירוגי החלקים המצוינים בתרשים, קצב החזרה של הדופק הוא בערך 50 הרץ. משך פעימות המתח המסופקים למנוע החשמלי נשלט על ידי הנגד המשתנה R6. ערכי הנגדים R8 ו-R9 נבחרים כך שעם סוללה טעונה במלואה, ניתן לשנות בצורה חלקה את הזרם הממוצע שזורם דרך המנוע החשמלי מ-5 ל-9 A בקירוב.

חלקי המכשיר מותקנים על לוח פיברגלס בגודל 138X47 מ"מ. טרנזיסטור V74 מותקן על גוף קירור קטן. ההספק המופץ על ידו אינו עולה על וואט אחד.

באיור. איור 2 מציג את התלות של מתח המצבר והטמפרטורה שלו בזמן הפעולה הרציפה בהספק המנוע החשמלי המרבי. מוצג גם גרף של הזרם הנצרך על ידו לעומת הזמן. המנוע עצמו עם המדחף המקורי היה מאובטח באמבט מים. האיור מראה שמתח הסוללה, בעת פריקתו, יורד בצורה חלקה למדי לערך של כ-14,3 וולט, ולאחר מכן הוא יורד בחדות. ירידה מהירה במתח כשהיא מתקרבת לרמה המותרת הנמוכה יותר אופיינית לסוללות ליתיום-פולימר. הטמפרטורה המקסימלית של ספק הכוח במארז סגור לאחר שעתיים של פעולה רציפה לא עלתה על 45...46 ^оג.במקביל, כפי שהוכיחו מחקרים, תרומה משמעותית לחימום נעשית על ידי גוף הקירור של טרנזיסטור VT4 וממסר K1 הממוקם ליד הסוללה.

מנוע חיצוני המופעל על ידי סוללת ליתיום
אורז. 2. תלות של מתח הסוללה והטמפרטורה בזמן פעולה מתמשך

הסוללה יחד עם לוח בקרת המנוע ממוקמים בקופסת דוראלומין אטומה במנוע החיצוני. מכסה הקופסה עשוי להיפתח וניתן להסיר את הסוללה בקלות. תצוגה כללית של המנוע מוצגת באיור. 3 (אפשר גם לשפוט לפי גודלו). משקל המנוע יחד עם הסוללה הוא כ-4,4 ק"ג.

מנוע חיצוני המופעל על ידי סוללת ליתיום
אורז. 3. מבט כללי של המנוע

בדיקות המנוע בסירה בוצעו באגם בהיעדר גלים. העומס הכולל של סירת הגומי הדו-מושבית JAM 220 T היה כ-100 ק"ג. מהירותו עם סוללה טעונה במלואה והספק מנוע מרבי היה 4,5 קמ"ש. המנוע פעל ברציפות במשך שעתיים ו-2 דקות לפני עצירה. בהספק מינימלי, נתונים אלה היו 20 קמ"ש ו-3,6 שעות 3 דקות, בהתאמה.

לפיכך, מהנתונים שהוצגו ברור שניתן להשתמש בהצלחה בסוללת ליתיום-פולימר ליצירת מנועי סירה חשמליים חיצוניים קלים לשימוש ובעלי משקל נמוך עם מקור כוח הממוקם ישירות על המנוע.

מחבר: א.גברילוב

ראה מאמרים אחרים סעיף מנועים חשמליים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

זיכרון ePoP של סמסונג 06.02.2015

Samsung Electronics החלה בייצור המוני של זיכרון ה-ePoP (חבילה-על-חבילה) הראשון בתעשייה, חבילת זיכרון בודדת הכוללת זיכרון LPDDR3 DRAM בנפח 3GB, לוח eMMC בנפח 32GB ובקר. תוכנן עבור סמארטפונים פרימיום, מודול הזיכרון הדק ePoP משלב את כל רכיבי הזיכרון העיקריים בחבילה אחת שניתן למקם על גבי מעבד נייד מבלי לתפוס מקום נוסף.

בסך הכל, מודול הזיכרון ePoP החדש הוא פתרון זיכרון אופטימלי "חבילה אחת" כדי לענות על צורכי השוק למהירות גבוהה, יעילות צריכת חשמל גבוהה וקומפקטיות, אמרה סמסונג. הזיכרון הנייד LPDDR3 DRAM בנפח 3GB בתוך חבילת ePoP מספק קצב העברת נתונים I/O של 1866MB/s ותומך ברוחב פס של 64 סיביות I/O.

מבחינת עיצוב, זיכרון ePoP חוסך כמות משמעותית של מקום בפנים, ומאפשר ליצרני סמארטפונים להשתמש בשטח הפנוי לרכיבים אחרים, כמו סוללות.

"בשל דקותו ומאפיינים המיוחדים של עמידות חום, זיכרון הסמארטפון ePoP של סמסונג תופס רק 225 מילימטרים רבועים (15x15 מ"מ), שזהו הגודל של מעבד יישומים ניידים", מסרה החברה.

מודול הזיכרון המסורתי PoP (גם 15 מ"מ x 15 מ"מ), הכולל את המעבד הנייד וה-DRAM, כמו גם חבילת eMMC נפרדת (11,5 מ"מ x 13 מ"מ), מכסה 374,5 מילימטרים רבועים. החלפת רכיב זה במודול ePoP של Samsung מפחיתה את טביעת הרגל הכוללת של ציוד זה בכ-40%".

עיצוב החבילה הבודדת גם אינו חורג מהגבול העליון של 1,4 מ"מ עבור גובה אריזת המוליכים למחצה.

יצרני ציוד מקורי יכולים להשתמש בזיכרון ה-ePoP של סמסונג במכשירים ניידים שונים. החברה כבר מציעה פתרון דומה לחבילה אחת למכשירים ניידים, מה שמכונה "זיכרון נייד". יחד עם זאת, התצורה החדשה המיועדת לטלפונים ניתנת לשינוי בקלות ולהשתמש בהם לא רק בסמארטפונים פרימיום, אלא גם במכשירים ניידים מורכבים אחרים, כמו טאבלטים פרימיום, בשיתוף עם חברות מכשירי סלולר בינלאומיות, המודגשות בסמסונג.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מחוון מזון מקולקל

▪ פסטור של בירה עם חשמל

▪ מכשירי חשמל ביתיים יקבעו מתי הבעלים ישנים

▪ מסכי iiyama ProLite XU2490HS-B1 ו-XU2590HS-B1

▪ עץ ילכד פחמן דו חמצני

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר ווסתי כוח, מדי חום, מייצבי חום. בחירת מאמרים

▪ מאמר מסכי מגן. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר מהי הטונדרה? תשובה מפורטת

▪ מאמר Oxalis vulgaris. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מד קיבול עבור קבלים אלקטרוליטיים עם בדיקת דליפה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ספק כוח מוסדר דו קוטבי, 220/5...15 וולט 1 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר