Elektroaussenborder DIY

[Toto44]

Ja genau. Im hinteren Lagerschild sind Gewindebohrungen.
Ich benutze den etwas kleineren 65161 schon seit 2 Jahren im Efoil ohne Probleme

[ZK14]

Vielen Dank! Ich finde das Projekt total klasse und werde vermutlich in den nächsten Jahren mal einen ähnlichen Versuch wagen…

[Brummer]

Hallo Toto,

Warst du schon mit der Plaue im Wasser?
Bin auf die Fahrleistungen gespannt.

Torsten

[Toto44]

Hallo, nein leider noch nicht. Der Motorcontroller ist noch nicht da.

[lemmi-thüringen]

Was für einen Controller verwendest du?

[chrhartz]

Zitat von Toto44

Hallo, nein leider noch nicht. Der Motorcontroller ist noch nicht da.

Schön umgesetzt! Ich war damals direkt nach der Gründung als Hardware-Entwickler bei Torqeedo angestellt und habe aus erster Hand die gesamte Entwicklung der Mechanik, Hard- und Software mitverfolgt, bzw. mitgestaltet.

Den Punkt für die Eintauchtiefe hast Du auf den ersten Blick ganz gut getroffen. Den besten Wirkungsgrad bekommst Du eine Handbreit unter dem Rumpf, dort wo die größte Anströmung für den Propeller besteht.

Je nach Rumpfform besteht natürlich immer das Problem, Luft zu ziehen. Je größer der Propeller ist, desto besser der Wirkungsgrad. Da hast Du natürlich keine Wahl, der Motor ist ja bereits fix also muss der Propeller passend dazu ausgesucht werden. Entsprechend bekommst Du evtl. auch mehr Kavitation und der Propeller zieht aufgrund der höheren Drehzahl mehr Luft. Aber das siehst Du bei der ersten Probefahrt schon.

Torqeedo hatte anfangs auch nur einen mehrteiligen Schaft und ein Stahlseil im inneren, damit man den Schaft zerlegen und besser verstauen kann. Der Schaft wurde in der Kunststoff-Spiegelhalterung geklemmt. Von beidem ist man weg, inzwischen wird immer ein Rohr aus Edelstahl verwendet und der Schaft ist nur noch Verkleidung. Es wird jetzt auch eine Halterung verwendet, die den bewährten Benzin-Außenbordern nachempfunden ist. Beides hat gute Gründe.

Anfangs haben wir für Tests ebenfalls Motorcontroller aus dem Modellbau verwendet, die uns reihenweise abgebrannt sind. Das haben wir dann erst mit eigenen Motorcontrollern lösen können. Beim Cruise 2 kw ist die Elektronik auf einen Phasenstrom von 150 A ausgelegt, ab da wird abgeregelt. Die Abstimmung Propeller - Motor und Elektronik ist nicht trivial, aber wenn Du kleinere und schnelldrehende Propeller verwendest, wird es deutlich einfacher.

Mit einem Innenläufer hast Du auf jeden Fall keine Probleme bei der Kühlung, Du hast aber auch nicht das große Drehmoment eines Außenläufers. Wir hatten mal einen MinnKota mit ca. 2 kw im Test. Der hatte auch einen direkten Antrieb ohne Getriebe und war ebenfalls ein Innenläufer. Vom Wirkungsgrad hatte der auch erstaunlich gut abgeschnitten, der kam auf ca. 30 % Gesamtwirkungsgrad. Ich denke, da könntest Du auch in etwa hinkommen.

Die Torqeedo-Motoren kommen auf fast 50 % Wirkungsgrad, das liegt aber an den großen VPVC-Propellern und den Motoren, die genau aufeinander abgestimmt sind. Solche Propeller kann man nicht einfach an jeden Motor oder Motorcontroller hängen, die brennen durch, bzw. überhitzen.

Ich habe später die Firma Waterwolf unterstützt, dort wurde ein Propeller eingesetzt, der den Torqeedo-Propellern nachempfunden ist. Allerdings an einem 5 kw Motor und einem Surfbrett. Aber auch im Direktantrieb ohne Getriebe. Batteriespannung war 14S LiMa, also um die 50 Volt.

Du hast es beim Surfbrett allerdings mit einem Gleiter zu tun, bei einem Verdränger kommt es mehr auf einen großen Propeller mit niedriger Drehzahl und entsprechend großen Motorströmen an. Eine eher unglückliche Situation für einen Elektromotor.

Ich bin gespannt auf Deine Ergebnisse! Es hat sich ja bei den Motorcontrollern durch die Elektromobilität so einiges getan und die Auswahl ist nicht mehr auf Modellbau beschränkt. Das ist sicher ein großer Gewinn für heutige Selbstbauten.

Grüße,
Christian

[Toto44]

Motorcontroller ist schon was ordentliches. Eine VESC basierter esc mit max 75V und 350A Dauerstrom. Das Dingens ist wassergekühlt. Über die Software lässt der sich prima anpassen. Propeller werde ich 3d gedruckte mit unterschiedlichen Durchmessern/Steigung testen, und mich so ans Optimum herantasten. D.h. ich will den Antrieb nicht elektronisch begrenzen, sondern den Prop so anpassen, das bei voll geöffnetem Regler dann die entsprechende Leistung abgerufen wird. Das schöne an dem VESC ist, das der per Bluetooth und Handyapp programmiert werden kann. Da kann man dann auch unterschiedliche Profile abrufen, z.B. max 4,3Kw oder in einem Anderen Profil max. 10Kw

[chrhartz]

Zitat von Toto44

Motorcontroller ist schon was ordentliches. Eine VESC basierter esc mit max 75V und 350A Dauerstrom. Das Dingens ist wassergekühlt. Über die Software lässt der sich prima anpassen. Propeller werde ich 3d gedruckte mit unterschiedlichen Durchmessern/Steigung testen, und mich so ans Optimum herantasten. D.h. ich will den Antrieb nicht elektronisch begrenzen, sondern den Prop so anpassen, das bei voll geöffnetem Regler dann die entsprechende Leistung abgerufen wird. Das schöne an dem VESC ist, das der per Bluetooth und Handyapp programmiert werden kann. Da kann man dann auch unterschiedliche Profile abrufen, z.B. max 4,3Kw oder in einem Anderen Profil max. 10Kw

VESC sagt mir jetzt nichts, wofür steht das?

Dass der Controller Wasserkühlung hat, ist schon mal prima. Vom Strom her sieht das auch gut aus, das wird sicher funktionieren. Wenn der Controller Blockkommutierung verwendet, musst Du mit der Propellergröße aufpassen.

Der Hintergrund ist ganz einfach, wenn der Controller die Wicklungen weiterschaltet um die Magnete weiterzudrehen, entsteht durch das zusammenbrechende Magnetfeld eine Spannung, die Back-EMF genannt wird. Der Controller misst diese Spannung um herauszufinden, ob sich der Rotor wie gewünscht mitdreht und wie der aktuelle Winkel ist.

Daraus wird sozusagen ein 'Vorhaltewinkel' eingestellt. Dreht sich das Magnetfeld schneller als der Rotor mithalten kann, geht das Drehfeld verloren und der Rotor rutscht komplett durch. Dann muss der Controller sich wieder aufsynchronisieren, was meistens dazu führt, dass die Drehzahl erstmal gegen null geht und komplett neu angefahren werden muss.

Das blöde an dem Back-EMF Verfahren ist eine gewisse Mindestdrehzahl, weil sonst die Spannung zu klein ist um sie zu messen. Man geht von etwa 1000 Umdrehungen elektrisch aus, das ist je nach Polzahl des Motors auch schon eine ordentliche Drehzahl des Propellers. Bis zu diesem Punkt ist der Controller quasi 'blind' und weiß überhaupt nicht, wo die Magnete stehen. Er dreht also die Drehzahl hoch und hofft, dass der Rotor mitdreht und er irgendwann die Back-EMF sieht, um den Winkel sicher einzustellen und die Drehzahl erhöhen zu können.

Langer Rede, kurzer Sinn: große Propeller bei kleiner Drehzahl können problematisch für einen Controller sein, der auf Basis von Back-EMF arbeitet.

Viel besser sind feldorientierte Controller (FOC). Dabei werden die Phasenströme von zwei bestromten Wicklungen gemessen und daraus der Winkel zu den Magneten berechnet. Man braucht aber einen ordentlich dicken Mikrocontroller oder Signalprozessor dazu, da muss viel gerechnet werden.

Ich kann meinen Kontakt bei Waterwolf gerne nach den Propellerdaten fragen. Er hatte sich den aus PA22 am Stück drucken lassen. Der sah so ähnlich aus wie ein Torqeedo-Propeller, aber ohne die scharfen und dünnen Enden.

Grüße,
Christian

[Toto44]

Hallo Christian,

Vesc steht für Vedder esc. Einfach mal googeln, das ist ein sehr fortschrittlicher Motorcontroller, der den Motor sowohl im BLDC oder FOC Modus betreiben kein. Ich benutze nur FOC, aus den Gründen die du unter anderem genannt hast. Zusätzlich wird als Regelgröße der Strom verwendet. Der Gashebel gibt also quasi einen Stromwert vor. Das funktioniert sehr gut. Fühlt sich nicht ganz so direkt an wie eine duty cycle Regelung, bei der quasi die Drehzahl eingestellt wird, hat aber andere Vorteile. Zudem bietet die VESC Software noch viele andere Einstellmöglichkeiten, wie z.B. eine max. Leistung, Temperaturüberwachung der Mosfets und der Motorwicklung mit automatischen herunterregeln, Akkuspannungsüberwachung.....


https://vesc-project.com/

[Brummer]

Auf Youtube hat RCTestflight einen Propeller design Wettbewerb gestartet.
Mal schauen was dabei raus kommt.

https://www.youtube.com/watch?v=oTpa0WVHspA

Auch wenn ich mehr der Fan von größeren Props bin.

Torsten