Vår segelbåt har en elmotor, en elektrisk inombordare!

Drömmen om en risig dieselmotor

Sommaren 2021 köpte vi vår Grinde, en båt jag länge drömt om efter att ha seglat Späckhuggare i 17 år. Jag hade också drömt om en båt med en dieselmotorn risig nog att man med gott samvete kunde plocka ur den och sätta i en elektrisk motor. Nu blev det så men det skulle visa sig att det inte bara var dieselmotorn som var risig. Denna hemsida handlar därför om elkonvertering i synnerhet och båtrenovering i allmänhet.

Fördelar med elmotor

• Tyst framfart
• Ingen startprocedur (behöver inte glödas)
• Ger full effekt omedelbart
• Direkt respons på fram/back
• Inga avgaser, sot, smuts, diesel eller oljor
• Underhållsfri
• Ingen tomgångskörning
• Skinande rent motorrum
• Låga driftskostnader
• Hög verkningsgrad, uppemot 92%
• Lättare (även inkluderat batteri & laddare)
• Alla delar kan lätt hanteras av en person.

Jämförelse av elmotorer

Vikt

Totalt är vår elmotor och batteriet ca 65 kg lättare än den gamla MD7b och med batteriet akter om motorn blir vattenlinjen sig lik.

Transmission & Växel

När vi köpte båten satt där en Volvo Penta MD7b på ett S-drev. Det fanns möjligheter att montera en elmotor direkt på S-drevet, vilket jag tyckte var tilltalande framförallt för att slippa kruxet med att linjera en rak axel med en motor. Däremot så verkade de färdiga lösningar jag hittade för detta vara tämligen dyra.

Efter samtal med en tidigare motorinstallatör på Hallberg Rassy fick jag råg i ryggen att det inte är speciellt svårt att ta upp hål för rak axel. Dessutom fick jag stöd för mina tankar kring att ett S-drev sänker verkningsgraden och låter onödigt mycket. Eftersom många elmotorer behöver ett trycklager med påföljande CV-knut, enär de inte kan ta någon vidare axiell last försvinner hela problemet med att linjera motor mot axel.

För att motorns optimala varvtal skall möta propellerns dito behövs en växel. Vår resa till den slutsatsen var inte helt spikrak men nu har vi ett system som fungerar mycket bra. Motorn växlas ner 2,78:1 via en kuggrem och kan då nå varvtalet för maximal effekt.

Att välja elmotor

Det finns en hel uppsjö av olika elmotorer, där varje konstruktion har sina fördelar och nackdelar. Vissa passar i en båt vissa gör det inte. När vi planerade för elkonvertering övervägde vi följande tre konstruktioner.

Likströmsmotor

Kallas även DC-motor eller borstad motor. Gammal konstruktion med kol eller släpringar som för över strömmen till lindningarna i rotorn. En beprövad och billig lösning men som kräver underhåll eftersom kolen slits, dessutom är verkningsgraden inte toppen. Används av GreenStar Marine (tidigare OZ Marine)

Asynkron växelströmsmotor

Kallas AC-motor eller induktionsmotor. Robust och tung konstruktion som är förhållandevis billig att tillverka. Finns nära på överallt inom industrin, speciellt i trefasutförande. Oftast släpar vridmomentet efter varvtalet men det finns även konstruktioner som kommer runt detta problem. Används bland annat av Vetus och Aquamot.

Permanentmagnetsmotor

Kallas för BLDC (Brush Less Direct Current) eller EC (electrically commutated motor). Modern konstruktion med starka magneter i rotorn och fasta lindningar. Den är lätt och har hög verkningsgrad. En konstruktion som blivit till tack vare starka magneter och ny halvledarteknik. Används bland annat av Oceanvolt, Golden Motor, Thunderstruck med flera.

Varför är elmotorn så överlägsen?

En dieselmotor på 10 kW har hundratalet mekaniskt rörliga delar som måste smörjas och kylas. Den väger runt 100 kg och kräver dessutom en växellåda på ytterligare 15kg som även den skall smörjas och ibland kylas.

Det går åt mycket energi  till dieselmotorns intrikata system. Ungefär 45 % av energin försvinner när motorn skall kylas, ca 15 % i heta avgaser och ytterligare 10 % för pumpar som skall drivas och andra friktionsförluster.

En elmotor på 10 kW kan väga 20 kg och består av två delar varav en är rörlig, behöver ingen olja och har små kylbehov.

Dieselmotorns komplexitet, storlek och tyngd gör att den blir svårmekad med flera delar så tunga att det inte går att hantera själv. Elmotorn å andra sidan och är liten och lätt nog att hanteras själv.

Motorn

I en BLDC-motor sitter lindningarna i statorn och rotorn består av ett antal polpar med starka magneter. Detta ger en kompakt och lätt motor med hög verkningsgrad. Med en magnetsensorer inuti motorn som känner av exakt vilken position rotorn befinner sig i, kan motorn köras jämt och fint även på låga varv med högt vridmoment.

Effekt

Omräknat till hästkrafter kan 10 kW låta lite för en båt på 3,5 T men eftersom denna elmotor ger fullt vridmomentet redan från start är upplevelsen något helt annat. Elmotorn svarar dessutom omedelbart vilket ger fenomenal respons på back/fram vid manövrering.Detta gör att en elmotor på 10 kW i en Grinde är mycket kraftfull motor.

Motorstyrning

Motorn regleras med ett traditionellt "gasreglage" som skickar elektriska styrsignaler, vilket gör att man inte längre är bunden av grov stålwire som skall ledas någorlunda rakt till backslag och spjäll, utan istället monteras helt fritt där det passar.

Styrdonet

som ibland kallas controller omvandlar batteriets likström till växelström vilken driver motorn. Signalen från gasreglaget talar om önskad fart och riktning, styrdonet tillsammans med magnetsensorerna ser sedan till att motorn går i önskad fart och riktning. Att skifta från fram till back görs ögonblickligen!

Spännande?

Om du läst hela vägen hit är du förmodligen inte bara nyfiken, utan kanske rent av intresserad av att själv byta till elmotor. Grattis, du har hamnat helt rätt, på den här hemsidan finns massor med information om vårt arbete med att byta ut dieselmotorn till en elmotor som inombordare i båten. På sidan elkonvertering samlar vi all information om arbetet med att montera en elektrisk motor som inombordare.

Bloggposter om elmotor

Nedan följer en lista med alla de bloggposter som handlar om elmotorn.