Boosted Surfboard



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andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Ich habe das schon bedacht, die Kritik an der Flutung des Motors. Natürlich ist das klassisch betrachtet krank. Es schafft eine Menge Herausforderungen. Aber es löst auch ein paar Probleme, wenn man in der Lage ist, sie zu überwinden und schafft damit einen neuen Lösungsraum. Z.B. die Kühlung der Wicklung und des Rotors und der Elektronik, mglw. der Batterien. Um dadurch kleine einfache Antriebe zu entwickeln, die ein Potenzial haben, z.B. als Hilfsantrieb, anstelle eines Aussenborders am Segelboot, elektrische Kanus, usw.
Das Problem bei allen konventionellen Systemen ist doch gerade, was Du ansprichst: Druckluft, Druck regeln, Wasserstand erkennen. Dichtheit an Simmerringen.
Bei meinem Konzept sind nur die 3 Kugellager ein Problem. Ich habe Edelstahl mit Keramik und integrierten Simmerringen genommen und zwischen den Lagern eine Fettreserve.
Das sind meine mechanischen Anforderungen: Ich will die Lager tauschen können, es sind Verschleißteile. Ihr Versagen gefährdet nichts.
Was früher heilig war, gilt heute nur noch teilweise oder anders.
Warum sollten wir nicht in der Lage sein, korrosionsfeste Motoren zu bauen?
Nene, so schnell lasse ich mir das Thema nicht ausreden, ich habe keinen vollständigen Plan, muss improvisieren, aber so war es ja auch gedacht. Eine Reise an neue Ufer.
Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Ein geschlossenes Gehäuse mit nur wenig Flüssigkeit, die vernebelt wird und an der Gehäusewand kondensiert würde mindestens das Gleiche leisten, aber wäre nicht leitfähig und korrosiv. Das könnte auch destilliertes Wasser sein, oder, wie in Fahrzeugkraftstoffpumpen, Benzinartiges. Muss sich mit der Drahtisolation vertragen und hätte, wie Hexan, nur 1/6 des Widerstands. Die dynamische Viskosität zählt. Alkohol ist fast so viskos wie Wasser.
Deine Technik wäre dann auch für Elektroautos und -Flugzeuge geeignet. Siemens liefert ja innen wassergekühlte Motoren. Rechne damit, dass Du 1000 Watt alleine durch das seewassergekühlte Motorgehäuse los wirst. Welche verdampfende Flüssigkeit ist geeignet und lässt die Isolation heil?
Ich habs:
Eine Billigaquariumpumpe sprüht destilliertes Wasser, Alkohol oder etwas anderes Verträgliches auf die stehende Wicklung!
Kannst Du das Epoxy im Anker nicht bei 300 Grad in Kohlenstoff verwandeln?
Den Kupferstaub kannst Du dann woanders verwenden. Und neu wickeln.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Andreas, das wird zu viel hier im Forum, aber Deine email ist unbekannt, dann müsste nicht jeder hier mitlesen. Ernstes Wort:
Andreas, lasse nur ja den Unsinn mit dem Außenläufer in Wasser!
In bewegter Luft hat der zwar Vorteile, weil die dünnen Permanentmagnete den Rotor nicht so stark einengen wie die Spulen, aber bei gleichem Innendurchmesser sind auch die Drehmomente gleich. Gekühlt werden müssen die Spulen, das geht am besten, wenn sie direkt am metallenen Gehäuse befestigt sind, ich habe wirklich nicht geglaubt, dass man auf die verwegene Idee kommen kann, da noch ein doppeltes Gehäuse herum zu bauen.
So wenig Spannung wie möglich, beim vollen Strom! Der Regler sollte möglichst gar nicht takten bei Vollgas.
Die kurze, starke Überlastung beim plötzlichen Anfahren macht dem Motor nichts aus. Wohl aber dem Regler.
Vielleicht kannst Du mit der Paste etwas erreichen, wenn Du die Wicklungen damit besser mit dem Motorgehäuse eines Innenläufers verbindest? Die Luftkühlung ist ja auch behindert.
Google auch mal nach brushless Innenläufer bzw inrunner.
Die Außenläufergeschichte ist eigentlich nur darauf zurückzuführen, dass man Bürstenmotore anfangs selbst umbauen musste.
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Bernd
ich brauche da nichts zu rechnen, ich habe es gemessen, es waren 200W zusätzliche Verluste unter Wasser bei voller Drehzahl. Wenn ich 1000W gehabt hätte, hätte ich an dieser Stelle das Projekt abgebrochen.
Ich habe kein Gehäuse um meinen Aussenläufer herum, die Glocke dreht frei im Wasser.
Hier braucht überhaupt niemand mitzulesen, das ist alles freiwillig. Wer kein Interesse an Motoren hat, bitte nicht weiterlesen. Deine Telefonnummer habe ich erhalten, aber ich finde, dass ich hier weiterschreiben sollte, denn knapp 1000 Zugriffe können ja nicht nur von uns beiden kommen, es scheint ein gewisses Interesse im Forum an diesem Fred zu geben. Ausserdem habe ich viel in diesem Forum gelernt und möchte auch etwas zurückgeben.

Du verbreitest hier alte Thesen: "So wenig Spannung wie möglich, beim vollen Strom! Der Regler sollte möglichst gar nicht takten bei Vollgas. " Das hat heute kaum noch Bedeutung, der Regler hat einen aktiven Freilauf, es gibt keinen Diodenspannungsverlust. Du kannst heute im Prinzip jeden Motor mit einer beliebig hohen Zwischenkreisspannung betreiben, wenn Du nur den Strom begrenzt. Dadurch erhälst Du eine Systemkennlinie, die keine Abschwächung durch Gegen-EMK im Nutzbereich hat.

Deine Schlussfolgerung über Aussenläufer/Innenläufer Vor und Nachteile ist ebenfalls ein Trugschluss. Das Drehmoment ist bei gleicher Flussdichte abhängig vom Volumen, das der Luftspalt einschließt. Der Permanentmagnet benötigt deutlich weniger Durchmesser als das Spulensystem. Deshalb hat ein Aussenläufer bei gleichen Außenmaßen ein höheres Volumen und damit eine höhere Drehmomentdichte als ein Innenläufer.
Je stärker die Magneten sind, desto krasser wird das Verhältnis und desto dünner wird das Magnetsystem und desto höher das Luftspaltvolumen und desto höher die Drehmomentdichte. Da der Radius quadratisch ins Volumen eingeht, ergeben sich hier sehr große Unterschiede.
Beispiel: Mein Motor hat die Außenmaße 63mm Durchmesser bei 74mm Länge.
Der Stator hat einen Durchmesser von 53mm bei 44mm Länge.
Das Volumen ist also 97 ccm.
Wenn ich einen Innenläufer bauen wollte mit denselben Außenmaßen müsste ich mindestens 10mm vom Durchmesser abziehen und komme nur noch auf 63ccm.
Realistischer wären 20mm, irgendwo muß der Kupferdraht ja hin, 38ccm. Der Innenläufer hat also nur 39% des Drehmoments des Außenläufers.

Das ist natürlich nur eine Seite der Medaille. Man kann natürlich ein Getriebe einsetzen und den Innenläufer viel höher drehen lassen und damit die Leistungsdichte extrem erhöhen. Vielleicht ist das der bessere Weg, es kommt darauf an, welche Komplexität erwünscht oder vielmehr erlaubt ist.
Damit wir besser unterscheiden können, was ich und was andere gemacht haben, hier ein paar Fotos:
Die Nuten des Stators habe ich mit Epoxid und Kupferpigment aufgefüllt, um die Strömungsverluste zu minimieren:
[attachment 2328 StatorKupferpigment1.JPG]
Zu Testzwecken haben ich eine Haube auf das Ende des Motors geklebt um ihn unter Wasser drehen zu lassen, um die Leerlaufverluste zu messen:
[attachment 2329 MotormitGlockefuerTest1.JPG]
Die Lücken zwischen den Magneten habe ich mit Epoxid aufgefüllt, um die Strömungsverluste zu minimieren. Die Kortdüse ist hier demontiert:
[attachment 2330 Motorkaputtdemontage.JPG]

Gruß
Andreas
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Ich verwende seit Jahren einen Motor von Minnkota der ist dafür gebaut, wenns nicht nur um selbermachen geht eine gute Lösung.

Preislich zwar nicht das günstigste, aber Preis Leistungsverhältnis stimmt.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Das von mir angenommene zweite Motorgehäuse fehlt, das ist mir jetzt erst klar geworden. Damit sind Deine Argumente richtig und Dir blieb keine andere Wahl. Ich bin an dieser Stelle fürchterlich wasserscheu und denke immer an die -zig Millionen, die bei der Berliner S-Bahn in den Sand gesetzt wurden, weil die nicht ausreichend geschützten Neodym-Tragemagnete nicht ausreichend gegen die Luftfeuchte geschützt waren.

Strombegrenzung alleine müsste Schutz gegen Durchbrennen genug sein, aber ich sehe kein Problem darin, die Temperatur über den Wicklungswiderstand zu messen, so etwas könnte ich Dir bauen. Trotzdem müssen wir unbedingt die Kühlung der Wicklungen verbessern.
Epoxy hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,2. Kupfer 400, also 2000fach. Wenn da wenigstens etwas Platz zwischen den Wicklungen wäre für zwischengelegte Kupferdrähte. Bei dem krassen Verhältnis hättest du mit vielen anderen Materialien, die den größten Teil der Paste ausfüllen, die gleiche Wärmeleitfähigkeit, da ist Kupfer nicht besser. Das Eisen hat 60W/mK , aber ist von der Wicklung durch Kunststoff isoliert. Mit fällt da nur Verdampfungskühlung ein, mit Alkohol oder ähnlichem. Dazu müsste man aber den Stator sicher mit Folie und Epoxy abdichten, bei dem sehr dünnen Luftspalt. 1cm³/s organische Flüssigkeit transportiert bei Verdampfung ca 1000W ab.

Ob Du nicht die durchgebrannte Wicklung im Backofen...entfernen kannst und einen Teil des Raumes für Wärmerohre verwenden kannst, in denen Du über eine kleine Kraftstoffpumpe und Verdampfungskühlung die Wärme los wirst? Dann fehlt Kupferdraht, aber die Wärme muss einfach weg.
Dem Foto von alienpower nach könnte aber noch etwas Platz zwischen den Wicklungen sein, die Motoren sind nicht unerschwinglich teuer, ob man da vielleicht doch Kühlrohre einbauen kann? Wärmerohre, teilweise mit Flüssigkeit gefüllt? Das Epoxy hat sicherlich nichts dagegen, wenn da Wärmesenken eingebaut sind.
Das Projekt ist ja wirklich interessant, aber ich habe schon zu rechnen begonnen, ob nicht doch ein Jet-Antrieb in Frage kommt. Der halbe Wirkungsgrad käme da allemal heraus.
Reibungswiderstände hättest Du vermutlich sogar weniger und eine höhere Drehzahl.
Durch weniger Schraubensteigung könntest Du das sicher auch erreichen. Dann kannst Du auch die volle Spannung statt zu viel Strom ausnutzen. Wir müssen es einfach schaffen!

Etwas anderes, was mir aufgefallen ist: diese in den Videos gezeigten Verbrennerantriebe haben doch sicherlich nicht viel weniger als 10 kW? Die könnten doch für unsere Elektrofahrzeuge sehr geeignet sein? Als Generator, um die Batteriereichweiten voll ausnützen zu können. Bis die Automobilindustrie sich da bewegt, können wir wohl ewig warten. Da sind wir Bastler gefragt und den notwendigen Enthusiasmus bringen wir angesichts der Videos schließlich mit.
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo,
Ich glaube mittlerweile, daß sich innerhalb der Motorglocke ab einer gewissen Drehzahl kaum noch Wasser befand sondern nur noch Kavitationsblasen und ab einer gewissen Temperatur auch Dampf.

Ich werde beim nächsten Design einfach auf die Kupfer Epoxid Paste verzichten, so daß nur eine dünne Epoxidschicht zwischen dem Kühlmittel Wasser und der Kupferwicklung bleibt.
Zusätzlich werde ich Öffnungen der Motorglocke nicht mit einem MS-Polymer verschließen, sondern den maximalen Durchsatz an Wasser zulassen.
Dadurch werden die Strömungsverluste höher und ich habe erst einmal weniger Arbeit. Aus dieser entgegengesetzten Position heraus kann ich mich auf das Optimum zubewegen, einen Kompromiss aus Kühlung und Strömungsverlusten, falls das notwendig und machbar ist.

Den Hinweis mit der niedrigeren Steigung des Propellers nehme ich ernst, das werde ich versuchen.

Schaut Euch dieses Bild von minnkota an:

Ein Bürstenläufer in einem Rohr, der Rotor erinnert stark an einen Staubsauger, aber das Magnetsystem drumherum ähnelt einem Neodym Aussenläufer.
Der Rotor kann sich nur über die Luft kühlen, er darf keine hohen Verluste produzieren.
Roman, aus was besteht das Gehäuse bei Deinem und bei anderen Minnkota Modellen?
Wie schnell wird der Antrieb? Der Standschub wird beworben, das ist schon mal gut.

Die Propeller sind auch interessant, wenig Steigung, großer Durchmesser. Ich habe sie oft gefunden, fand sie aber zu schwach. Vielleicht liege ich falsch? Ich brauche 170mm Durchmesser und eine möglichst große Nabe.

Danke für die Tips,
Gruß
andreas
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Bei meinem vermutlich aus Alu, kann aber auch was anderes sein. Läuft seit 6 Jahren ohne Probleme mit etwa 50 h je Jahr.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Mit den Videos hast Du mich total wild gemacht, so etwas muss her. Hamilton surft auf einem Tragflächenboard mit nur einer Tragfläche, ich bin einfach zu früh geboren.
Leichter als ein Einrad sollte das schon zu steuern sein, und dürfte so wenig Strom verbrauchen, dass es bald nur noch solche Balanzierboote gibt, die den Ozean durchflügen. Das Surfboard müssen wir aber auch ins Gleiten bringen, Ich habe viel überlegt und meine , dass ein ordentlicher Jetstrahl evtl weniger Verluste hat, als Dein Direktantrieb. Der Motordurchmesser kann dann beliebig groß sein. Wenn die Düse den halben Querschnitt der Zuführungsrohre hat, ist der Reibungsverlust auch nur noch 1/4, sprich, kaum vorhanden. Höhere Drehzahl im Rohr, das bedeutet ungleich höherer Wirkungsgrad, mit guter Kühlung, dafür aber natürlich der Raketenantriebsverlust, den man, denke ich , relativ gering halten kann. Jedenfalls die Sportart des Jahrhunderts, da lasse ich glatt meinen Saxo für stehen. Da ich nun überzeugt bin, dass ein Jet nur unwesentlich mehr Energie benötigt als der Schraubenantrieb, sehe ich schon alleine aus Sicherheitsgründen darin den geeigneteren Antrieb.
Beim Verbrennerantrieb wird der komplette Motor häufig komplett geflutet und es ist beschrieben, wie man den Motor wieder von Seewasser befreit, einschließlich Kurbelgehäuse. Da ist Dein Experiment mit dem in Seewasser laufenden Elektromotor ja geradezu harmlos!
Meine Idee: so ein Verbrennerboard kaufen, den Motor als Generator ins Elektroauto und der Rest wird auf elektrisch umgestrickt. Den Wasserstrahl der gezeigten Boote halte ich allerdings für zu dünn.
Übrigens: Wasser trägt nur selten Balken. Die Straße ist gefährlicher. In fast allen Häfen gibt es inzwischen Strom. Vorschrift. Schwerölverbrennung im Hafen ist nicht mehr erlaubt. Gibt es nicht ein einschlägiges Forum?
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Roman, hallo Bernd,
Weißt Du wie dick die Welle und die Nabe sind? Ist das bei den verschiedenen Propellern von Minn Kota unterschiedlich? Ideal wären 63mm Naben und 10mm Wellendurchmesser.
Dann könnte ich nämlich relativ einfach den neuen Motor umrüsten. Der ist heute gekommen und sieht besser aus als der alte, die Wicklung lässt mehr Platz fürs Wasser!
Bernd, wie willst Du einen Jet-Antrieb mit einem Foil kombinieren?
Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Mehr Platz zwischen den Spulen? Wäre toll, wenn da zwischen Wasser kühlen könnte.
Was lese ich? 0,56 Ohm Spulenwiderstand? Da haben die sich aber verhauen. Ich denke, es muss heißen 5,6 milliohm. Nein, da würde ich einen Thermofühler an einem Spulenfuss einkleben und mit Vergleichsmessungen auf die innere Wicklungstemperatur schließen. Die Fühler gibt es total dünn und klein.

Tragflächen - "Wassereinrad"? Ganz normal, mit Schraube. Da wenig Widerstand, reicht auch 1 Kilowatt. Gesteuert mit Quadrokoptersensor, Dreiachsensteuerung plus Schubsteuerung. Nix Wasserjet. Wie aus dem Wasser herauskommen? Ganz einfach, dafür haben wir den Roman. Seit EADS Konkurrenz aus Amerika hat, hat er sicher noch was Passendes, nur für den Start, herumliegen.

Aber vielleicht baue ich dafür auch ein Cityel um, mit drei Tragflächen?

Im Board?
Ich denke, Du brauchst schon einen gewaltigen Schub, um aus dem Wasser zu kommen.
Wenn Du mit 18km/h = 5m/s kreuzst, benötigst Du den Zusatzschub, um hochgewuchtet zu werden. Angenommen, 2000 Watt würden dazu ausreichen, dann hieße das , wenn Du das angesaugte Wasser mit 10m/s ausstößst, würde das Antriebssystem 200 N Schub erzeugen, was ich für zu wenig halte. Die sekündlich ausgestoßene Wassermenge müsste dann bei 5m/s Geschwindigkeitserhöhung 40 l/s betragen, dazu benötigst Du eine Austrittsdüse von 40cm² Querschnittsfläche oder gut 7cm Durchmesser bei 50% Schlupf. Die weiteren Verluste habe ich bei den 2000W berücksichtigt. Deine "Düse" bei 130mm Schraubendurchmesser beträgt , vermindert um die Verwirbelung durch den Motor , sagen wir, 100cm² und wenn Du eine Beschleunigung des Wassers auf 8m/s annimmst, erhältst Du eine Kraft von 240N, also wahrscheinlich ausreichend, bei einer Leistungsaufnahme von 2kW netto. genau das führt aber zur Zeit vorübergehend zu einer zu niedrigen Drehzahl und Überhitzung.
Da gefällt mir die obige Rechnung mit dem Jet doch viel viel besser, denn da habe ich nicht die gewaltige Verlangsamung des Motors , bevor er das Gleiten erreicht.
Vor allem kann ich dann, ohne Not, einen beliebig fetten Motor mit langer Achswelle ohne großen Strömungswiderstand vorsehen, luftgekühlt und sicher vor Korrosion, weil im Trockenen. Das Problem mit dem mit Seewasser vollgelaufenen Verbrenner haben wir beim Elektroantrieb nicht. Außerdem ist es sicherer bezüglich Verletzungsgefahr.

Problem: Platz hast Du für einen vernünftigen Jet genug, aber bei der Kanalkonstruktion samt Drallkompensation muss man sich schon etwas Mühe geben und eine normale Schraube ist nicht angepasst für den Jet.
Auf jeden Fall sollten wir mit der Düsengröße großzügiger sein als üblich. Es sei denn, Du willst auch 55km/h erreichen , wie die in den Videos aufgezeigten Modelle. dann braucht man eben 10kW und es reicht eine winzige Düse bei hohem Druck.
Auch Du darfst sehr kurzzeitig gewaltig überlasten, das sollten wir anhand des Kupferdrahtgewichts berechnen. Es könnte reichen, um das Wasser zu verlassen, aber muss dann automatisch bei Wicklungserwärmung abregeln. Elektroautos regeln heute alle ab, aber bei Deinem Projekt ist das unverzichtbar und am liebsten würde ich das einmal testen. Ehe Du den defekten Motor wegwirfst, würde ich den gerne als Experimentierpbjekt verwenden, obwohl diese tollen England-Motore wirklich kein Geld kosten. Zudem interessiert mich, wie sich das Epoxy/Kupfergemisch bei ordentlicher Überhitzung verhält. Vielleicht rieselt dann nur die Asche heraus und mein Fahrrad läuft demnächst Tempo 70.
Wie dick sind die Neodymmagnete? Wenn sie 2mm Dicke hätten, läge der Entmagnetisierungsgstrom bei etwa 2000AW, das wäre absolut sicherer Bereich bei 12 Windungen...

Für die Wicklungstemperaturkontrolle hätte ich noch eine Idee, die auszutesten wäre. Dann könntest Du vielleicht doch kurzzeitig 5kW Nettoleistung herausholen, um ins Gleiten zu kommen. Ansonsten hast Du, bis auf die Motorüberlastung beim Übergang wohl alles richtig gemacht und berechnet. Roman liest mit und sorgt im Notfall für Zusatzschub. Vor allem, wenn ihn auch die Elektrosurfwut packt.

Mist, hier in Krefeld lagen mindestens 10 intakte Surfbretter im Sperrmüll, zu spät!

Zusatzbemerkung? Das Spannenste an Deinem Board ist die Unterseite. Gibt es da auch eine Ansicht von unten? Ich hatte erst Einiges missverstanden...Kannst Du abschätzen, wie der Drahtdurchmesser ist? 12 Windungen pro Spule? Wieveiel Umfang hat der Draht wohl? Du wirst es erraten: ich möchte berechnen, wieviel Sekunden Du hast, um aus dem Wasser in die Luft hochzusteigen. Mit faul auf dem Brett herumliegen ist jetzt nicht mehr.
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Bernd
Die Daten von APS kannst Du vergessen.
Ich messe mit 5A von einer Phase zur nächsten und erhalte einen Drop von 0,233V. Also ist der Phasenwiderstand 0,233/5=47mOhm.
Beim alten Motor waren es 55mOhm glaube ich.
An die eigentlich Wicklung komme ich nicht dran, da geht zu viel kaputt. Die Zuleitungen haben ca. 2qmm.
Die Magnete sind ca. 2mm dick.
Der Maximale Strom ist mit 80A angegeben, als ESC werden 120/150A empfohlen. Wie wir wissen geht das nicht lange gut.

Den Strom kann ich begrenzen, indem ich
1. das ESC manipuliere
2. den Propeller verkleinere
3. einen Propeller mit weniger Steigung verwende.

Probleme:
1. Ich habe keine kurzzeitige Leistungsreserve mehr.
2. Der Wirkungsgrad sinkt, der Schlupf wird größer.
3. Die theoretisch maximal erreichbare Geschwindigkeit sinkt, der Wirkungsgrad steigt, wenn ich dann allerdings die Belastung erhöhe (mehr esse) dann komme ich wieder in einen Bereich der einen erhöhten Strom hat.

Trotzdem habe ich mich vorläufig für 3. entschieden und einen Propeller geordert.
Meinen alten Propeller bekomme ich nicht mehr von der Welle und aus dem Adapter raus. Dadurch kann ich die Glocke nicht tauschen, die neue ist 10mm länger. Wenn ich das alte Modell nicht zerstören will komme ich um einen neuen Prop sowieso nicht herum.

Noch was zu den technischen Daten von APS:
Der 6374 war mit 3200 W angegeben, der neue 6384 mit 3500W. Das kann aber nicht sein, weil der Stator von 41mm auf 50mm Länge gewachsen ist. Bei gleicher kv müsste also ein Leistungszuwachs von 22% entstehen. Rückgerechnet von 3500W*41/50 kommen für den alten Motor 2870W heraus.
10s ist als Spannung angegeben, noch so ein Witz. Nehmen wir 36V an, dann kommt ein Strom von 80A für den 6374 und 97A für den 6384 raus, angegeben sind aber 85 A maximal. Also ein totales durcheinander. Ich betreibe sie mit 12s. Es ist aber alles unrealistisch, diesen Strom durch eine 2qmm Zuleitung zu schicken. Nach 1 Minute schmilzt die Isolation- es sei denn sie ist unter Wasser.

Rechnen wir mal ein bisschen weiter. Der Strom liegt für 2/3 der Zeit an einer Phase an.
Der ohmsche Leistungsverlust bei 80A und 55mOhm (6374) liegt bei 350W.
Der Stator wiegt etwa 450g, das Kupfer vielleicht 220g.
Wie lange dauert es, bis die Kernschmelze eintritt bei einer Anfangstemperatur von 40°C und einer Isolationsschmelztemperatur von 180°C?
Für Kupfer finde ich c=0,382 kJ/(kg·K).
Delta_Q=c*m*Delta_T=0,382kJ/(kg·K)*0,22kg*140K=11,7kJ
Also 11700J bzw. Ws. Bei 350W also 33 Sekunden!!!
In dieser kurzen Zeit ist jede Kühlung überfordert, Ausgleichsprozesse finden praktisch nicht statt! Bei Volllast bei 120A ergeben sich noch viel schlimmere Werte.

Fazit: Ich sollte die 1. Massnahme oben zusätzlich durchführen.
Also zurück zu meiner oft gestellten Frage: Wie manipuliere ich die Hardware des ESC, damit nur noch der halbe maximale Strom rausgeblasen wird?

Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Ich gehe mal davon aus, dass Du, um richtig zu starten, zunächstmit 15km/h dahindümpelst und Dich dann , plötzlich mit geregeltem Vollgas aus dem Wasser herausboosten lässt. Dazu brauchen wir unbedingst eine zuverlässige Wicklungstemperaturmessung, um an die Grenze gehen zu können.
Dazu hast Du schon die überaus wichtige Messung gemacht. Statt 530 Milliohm hat Dein neuer Motor nämlich 47.
Super, damit können wir durchaus etwas anfangen, denn nun kann ich in einer induktionbefreiten Brückenschaltung den Wicklungswiderstand und damit die Temperatur der Wicklung bestimmen. Immerhin kommen auf 37 Volt Fahrspannung ca 4,3 Volt ohmsche Spannung!
Du musst nur die Wicklung einer Phase mit je einer Windung eines beliebig dünnen Kupferdrahts umwickeln, im gleichen Wickelsinn, jeweils eine Windung am Spulenfuß, eine am anderen Ende. Dann erst das Epoxy. Über eine kleine Elektronik, die ich baue, regeln wir den Strom zurück, wenn die Maximaltemperatur erreicht ist. Das finanziere ich allein, kostet eigentlich nur Arbeit und interessiert mich für andere Zwecke. Beträgt die Wicklungstemperatur bei 15km/h zunächst 90 °C, dann darf sie zum Wuchten Deiner Wenigkeit aus dem Wasser 50°C heißer werden. Was hast Du berechnet? 0,385J/gK * 220g * 50K = 4235J
Also 400 Watt zusätzliche Verlustleistung sind für 10 Sekunden erlaubt, das reicht bestimmt, um Dich aus dem Wasser zu erheben und endlich in den Genuss des rasenden Dahinschwebens über den Wellen, bei dann endlich geringerer Motorleistung zu bringen. Aber nur mit dem angedeuteten Motorschutz, sonst heißt es wieder "Tira mi su" , und es zieht Dich wieder hinab mit kurzgeschlossenen und verbrannten Wicklungen. Immer nur die Fische besuchen, ist doch auf Dauer langweilig. Wenn ich Glück habe, ist heute abend der Uli Senkowski in Bochum. Dem stelle ich Dein Projekt vor. Der baut alles Elektrische, was schnell ist, auf der Straße und auf dem Wasser.
Es ist etwas viel zu besprechen, geht das per email oder Telefon?
Klar, die Schraube ist zu groß. Bei voller Geschwindigkeit brauchtest Du einfach die Steigung und die Größe, aber wichtiger ist erst einmal, überhaupt aus dem Wasser zu kommen, mit nicht durchgebranntem Motor. Bei dem zu schwachen Motor geht das wohl nur über mehr Drehzahl, um den Strom auf ungefährliche Werte zurückzubringen.

Ein wenig habe ich gegoogelt: da gibt es so schöne Verbrenneraggregate aus Fernost, da müsste auch ein geeignetes Düsenaggregat erhältlich sein, an das mit langer Welle ein weit kräftigerer Motor passt.

Wie schon gesagt, wenn Du das Ganze komplett kaufst, der Verbrennermotor könnte hoch interessant für alle Elektroautofahrer sein. Dann teilen wir uns die zwei Projekte.


Aber die Spulen im Seewasser, damit kann ich mich einfach nicht anfreunden.

Abbildung Impeller


Leider keine Adressen

Nein, das muss ich unbedingt noch sagen:
Schiffsschrauben sind hochgefährlich und wir hatten schon tödliche Unfälle in Holland.
Ein Jetantrieb sollte Dir Dein Leben schon wert sein!
Vielleicht kann ich heute abend etwas über Wankelmotoren im Elektroauto erfahren?
Dafür brauchen wir den Impellerantrieb nicht. Vielleicht hat der Uli schon so etwas da liegen. Ich rufe ihn an, wenn er heute abend nicht in Bochum zum Treffen kommt.

Diese Unfälle kannst Du vermeiden!
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Bernd,
ich bin mir nicht sicher, ob ich das richtig erklärt habe. Ich benutze nicht die Modellbauschraube aus England, sondern einen kleinen Aussenborderpropeller, dessen Flügelspitzen ich abgedreht habe, http://www.ebay.de/itm/Propeller-YAMAHA-2-PS-7-1-4-X-5-Aluminium-Aussenborder-/222459201462?hash=item33cb9a07b6:g:7C4AAOSwhQhY35nU
auf 170mm Durchmesser.
Diese Schraube sitzt in einem Tunnel aus Kunststoff, einer Art Kort-Düse, die mit 8 Schrauben an Flügeln aus Kunststoff befestigt sind, die wiederum an der Finne befestigt sind durch Schrauben und Epoxid. Dieser Korb zusammen mit der Finne bildet einen Schutz vor Grundberührung aber auch für Menschen. Wenn man die Hand schmal macht kommt man von vorne rein.
Von hinten gibt es keinen Schutz. Da der Propeller nur vorwärts läuft ist das kein großes Problem, denn auf der Druckseite gibt es keine ernsthafte Verletzungsgefahr.
Ich habe mir den letzten Link nicht angesehen, möchtest Du uns wirklich so etwas zeigen?
Ja ich weiß, Du möchtest mich überzeugen ein Wankelmotorgetriebenes Brett zu kaufen mit Jet, aber ich finde den Preis nicht überzeugend. Mich fasziniert mehr die Variante mit Foil und dafür kann ich keinen Jet einsetzen.
Mir geht es genau darum, wovor Du dich scheust: Einen BLDC unter Wasser laufen lassen, um die exzellente Kühlung zu verwenden um eine hohe Leistung- und Drehmomentdichte zu erreichen bei minimalem Aufwand. Und ich bin nach wie vor davon überzeugt, dass es funktionieren wird (wenn ich es richtig mache).

Das mit der Temperaturmessung der Wicklung wird so nicht funktionieren, da bräuchte ich zusätzliche Leitungen zum Motor. Wenn schon, dann wird der Gesamtwiderstand ab dem ESC gemessen. Dummerweise ist aus praktischen Gründen noch ein Wasserdichter Steckverbinder im Messkreis vorhanden.
Ein Temperaturmodell wird auch nicht ganz einfach, dafür müsste man wenigstens den Phasenstrom kennen. Batteriestrom würde auch reichen, wenn man den Dutycycle kennt. Ich habe schon mehrere Temperaturmodelle programmiert für Motoren und Halbleiter, aber ohne µC wird das nichts und ich habe eigentlich wenig Lust, in meiner Freizeit das zu tun, was ich beruflich ohnehin jeden Tag mache.
Hier wird ein ESC besprochen, das man hacken kann:
http://www.etotheipiplusone.net/?p=3985
Vor 10 Jahren hatte ich mir eine Entwicklungsumgebung gekauft mit Elektronik für BLDC Ansteuerung, aber die Dokumentation war unter aller Sau, nach 4 Wochen habe ich alles zurückgegeben.

Du darfst Dir den Leistungsbedarf zwischen Verdrängerfahrt und Gleiten auch nicht so digital vorstellen. Immerhin bleiben Motor, Finne, Schutzkorb und Kortdüse trotzdem noch unter Wasser, lediglich die angeströmte Fläche des Surfboards wird kleiner. Theoretisch. Praktisch wirkt jede Welle bremsend. Bei einem Foil sieht es vielleicht besser aus.
Viel Spass mit Uli

Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Nein, aus den Wankel möchte ich nur für meinen Zusatzgenerator für den Saxo abstauben, nachdem ich Bochunm nicht ohne Zwischenladung erreicht habe. Aber immerhin waren nach zwei Stunden Versätung der Stau weg und alle wichtigen Leute noch da.
Also, erst einmal hast Du volle Freigabe für Deinen Unterseewassermotor , sowohl von meinem Cousin und vor allem vom Uli.
Das Epoyy schützt ausreichend gut, auch, wenn es dünn ist.
Für die Temperaturmessung benötigst Du weder eine Unterbrechung der Splenleitungen , noch eine größere Zusatzwicklung. Wir müssen eldigleich den Induktionsfluss einer einzigen Spule messen und dann per Poti , Brückenschaltung und Operationsverstärker auf Null abgleichen. Die Differenz , die dann noch auftritt, ist dann proportional zur Temperatur.
Das geht,ohne Aufwand, glaube es mir. Schließlich hast Du einen bürstenlosen Motor, bei dem man keinen zusätzlichen Schleifring benötigt. Einfach nur die Enden der mindestens zwei Windungen auf einer einzigen Spule herausführen. 0,1mm dünner Draht genügen vollauf. den rest überlasse mir.
ich gehe davon aus, dass der Motor 12 Magnete hat, Nord und Süd im direkten Wechsel und 12 Spulen alle drei Phasen jeweils hintereinander.

Uli bestätigt, dass Du mit einem Segel sehr viel leichter ins Gleiten kommst und, dass Du ansonsten immer einen gewaltigen Wellenberg vor Dir herschiebst, der einfach nur Leistung verschlingt. Wir haben mit einem 30PS-Außenboarder damals nur mit großer Mühe zwei Leute auf Wasserski so gerade aus dem Wasser gehievt, bei Monoski ausgeschlossen und der Sechszylinder 105Ps-Motor ersetzte den alten. Uli meinte, 10 kW wären für einen Jetantrieb sinnvoll.

Den Motorschutz benötigst Du, das ist meine Meinung.
Also, keine Bedenken mehr, Du hast einen Jet mit Cortdüse, der auf jeden Fall weniger Energie benötigt. Da fehlte das Foto von.
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
Hi Andreas ich hab hier noch nie reingeschaut.
Nur durch den wenig Sinnreichen Erguss eines anderen in einem Neuen Thema aufmerksam geworden.

NIMM Kupfer in SECHSKANT gezogen!

Beste Grüße
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
.. aus den Wankel möchte ich nur für meinen Zusatzgenerator für den Saxo abstauben...

.. ein Glück, dass ich kein Autist bin und damit Deinen Wunsch zum Abstauben wörtlich nehmen müßte....

Möglich, dass der Wankel angestaubt ist, aber immerhin gibt es wieder einen Hersteller. Seine Hauptwerkstatt ist 8 km weg von mir, sein zweiter Fertigungsbetrieb nur 3 km, und ich komm täglich dran vorbei. Schau zum Geiger in Eggolsheim. Oder gleich und direkt auf seine Firmen-WEBSITE.

Keine Ahnung, ob man da Einzelstücke für ein E-Auto-REX bekommt. Knackpunkt dürfte der Preis sein. Auerdem gehört noch ein Generator mit Regelung dran, und dann dürfte alles zusammen über 50kg wiegen.

Gruss, Roland
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Mehr als 15% Wirkungsgrad erwarte ich von solch einem Wankel nicht, aber es ist gut zu wissen, dass es so etwas gibt. Hätte nicht gedacht, dass solch ein Wankel in den Mopeds auf dem Rhein steckt. Vor allem finde ich die Anleitung, wie man das Moped für Unterwasserfahrten nutzen kann und wie man das Wasser wieder herausbekommt, für interessant. Gestern habe ich die Nachricht bekommen, dass in der Halle ein 40PS-Honda-Zweizylinder-Motorradaviertakter liegt, der könnte auch interessant sein...Überholt mit neuen Kolben, für 250 Euro...
Also, die Flüssigkeitskühlung finde ich sehr interessant, hier noch mit Meerwasser. Je nach Neodymqualität sollte man damit sehr wohl ins Gleiten kommen, aber eine Motorstrombegrenzung und eine Wicklungstemperaturmessung halte ich für unverzichtbar, damit man dauerhaft Vollgas geben kann, was man ja wohl muss.
Von einer Temperaturmessung außerhalb der Wicklung halte ich nichts, die ist viel zu träge. Es kommt auf die untersten Wicklungslagen an, die müssen bei der Temperaturmessung mit erfasst werden. Das geht nur, indem man den ohmschen Spannungsabfall von der Induktionsspannung trennt. Gleichzeitig muss noch der Motorstrom hinzugemischt werden, um eine mögliche Feldschwächung zu kompensieren, also zwei Potis an einem Operationsverstärker, der auf den "Gas"griff wirkt.
Wenn es nach mir ginge, würde ich die Wicklungen herausfräsen oder sägen und mich mit 12 Volt begnügen, also mit nur vier Windungen neu bewickeln. Bei 500Hz ist der Skineffekt noch klein genug für massive Kupferbänder. Vor allem ist die Wärmeabfuhr dann besser. 1,4 mOhm haben die SMD-Mosfets. Bei der Selbstbewicklung passt auch ein winziger Temperaturfühler hinein. Ich meine, das Projekt muss funktionieren, nachdem ich gehört habe, dass schon viele Motoren erfolgreich im Meerwasser untergetaucht eingesetzt werden. Aber ich habe ja auch schon meinen Saxo-Motor erfolgreich mit Wasser ausgespritzt. (natürlich mit Spiritus-Trocknung!)
Bei den Aliens sind aber wirklich nur die outrunner interessant und ich habe schon die Bestellung für den 50mm Motor ausgefüllt und dann erst die Beschreibung gelesen: o,52 Ohm Widerstand bei maximal 120 Ampere! Das bei 8S.
Mir kommen leichte Zweifel...
Mein Boot muss wohl noch etwas warten.
Wenn ich das richtig sehe, kann ich auch gleich bei google unter "China outrunner" bestellen. Die Angaben aus England schienen mir zwar verständlich, aber offensichtlich sind sie falsch. Von wegen, englische Qualität, die kommen aus China!
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo,
viele Motoren kommen aus Fernost. Die technischen Angaben von APS habe ich hier schon früher bemängelt. Als ob sie ständig mit den Einheiten durcheinanderkommen oder keine Ahnung haben was sie dranschreiben sollen. Immerhin war die Qualität und Preis/Leistungsverhältnis ansteigend bei zwei Bestellungen. Der Weg und die Beratung dahin war aber schwierig und zeitraubend.
Wenn Du Lust drauf hast, probier Alibaba.

Ich habe mit kantigem Draht schon theoretisch Probleme, eine Bifilarwicklung mit dicken runden Drähten hat mir das Fürchten gelehrt. Da nehme ich doch lieber einen dünneren Draht oder Filament und ein Profil schon gar nicht und ein dünnes Blech auch nicht.
Habt ihr Erfahrung damit? Wie viele Outrunners habt ihr bewickelt? Erfolgreich?

Wankende Motoren sind nur am Rande Thema dieses Threads, macht doch euren eigenen auf.

So long
andreas
 

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