Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kollektormotor - Wieviel Überlast?


von Martin S. (sirnails)


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Guten Abend,

ich hab mir zum gemütlichen abendlichen Herumdümpeln auf dem See diesen 
kleinen Außenborder zugelegt:

http://www.amazon.de/ZEBCO-RHINO-COBOLD-18-ELEKTROBOOTSMOTOR/dp/B0012NOISO/ref=sr_1_2?s=sports&ie=UTF8&qid=1375900443&sr=1-2

Da bei 80 Euro nicht viel Geld kaputt ist, und der Akku vom Schrott mit 
15 Euro auch nicht gerade die Welt kostet, haben wir uns für diesen 
entschieden.

Allerdings ist die Leistung erwartungsgemäß etwas mau. Unsere Idee war: 
Durchschnittlich überlebt das Teil nicht allzu lange, und 100%ig dicht 
sei der Motor angeblich auch nicht. Wenn wir mit dem Teil 10 mal 
gefahren sind, dürfte es seinen Soll mehr oder minder erfüllt haben.

Der Motor ist wohl ein Kollektormotor, Leistung 170W. Rein von der 
Bauform her kommt das ganz gut hin. Der Motor wird im Betrieb kaum warm, 
holt man ihn aus dem Wasser erwärmt er sich auf gute 40-45°C. Also noch 
nicht grenzwertig.

Lange Rede, kurzer Sinn: Was denkt ihr, mit wieviel Überlast darf der 
Motor betrieben werden? Die 12V sind am Bleiakku natürlich nur ein 
Richtwert, denn ein geladener Akku hat bekanntermaßen deutlich mehr. 
Meine Idee war, ihn mit einer PWM mit 18V zu betreiben.

Dürte er das noch überleben, oder ist das schon zu grenzwertig? Wenn das 
Teil noch gute 15-20 Betriebsstunden schafft (wir sind etwa ein bis zwei 
Stunden unterwegs), hätte er sich bereits amortisiert.

von MaWin (Gast)


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Es würde mich wundern, wenn der Motor bei vollem Akku Reserven hätte,
denn dann hätte man einen noch billigeren Motor reinbauen können
und noch mehr Profit schaufeln können.

von Martin S. (sirnails)


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MaWin schrieb:
> Es würde mich wundern, wenn der Motor bei vollem Akku Reserven
> hätte,
> denn dann hätte man einen noch billigeren Motor reinbauen können
> und noch mehr Profit schaufeln können.

Das möchte ich gar nicht bezweifeln. Er muss ja nur 20h überleben. Ich 
verwette meinen Hintern, dass die Teile keine 15 Euro kosten.

von Udo S. (urschmitt)


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Ist schwer zu schätzen, MaWin hat schon recht. Es ist wenig 
wahrscheinlich daß der Hersteller den Motor überdimensioniert hat.
Wenn wir dir jetzt sagen bis 18V kein Problem nützt dir das nix wenn er 
dann in 30min. durchgebrannt ist.
Das Problem ist daß der Anker viel heisser ist als das Gehäuse, da die 
Luft zwischen Anker und Gehäuse der größte Wärmewiderstand darstellt.
Und aus dem Wasser betreibst du den Motor quasi unbelastet.
Bleibt dir nur ausprobieren.

mal noch eine andere Frage:
Was passiert eigentlich wenn du kenterst mit dem Bleiakku?
Bzw. was sagt zu sowas die Wasserwacht bzw. die zuständigen 
Kontrollorgane?

von Axel R. (Gast)


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> Was passiert eigentlich wenn du kenterst mit dem Bleiakku?

Wenn der Bleiakku größer ist als schwer, schwimmt er davon ;)

von Martin S. (sirnails)


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Udo Schmitt schrieb:
> mal noch eine andere Frage:
> Was passiert eigentlich wenn du kenterst mit dem Bleiakku?
> Bzw. was sagt zu sowas die Wasserwacht bzw. die zuständigen
> Kontrollorgane?

Im Schlauchboot zu kentern ist schon eine wahre Meisterleistung. Ein 
30cm hohes, aber gute 80kg schweres Gebilde und kein Wellengang (nur 
Fluss, kein See) fliegt nicht einfach um. Darüber hinaus ist der Akku 
mit einem Schwimmer gesichert. Sollte er, weil Loch Ness das Boot 
zerfetzt, drohen unterzugehen, hängt er noch am seidenen Faden und kann 
geborgen werden. Und da der Akku ja "wartungsfrei" ist, kann ja auch 
keine Säure ins Wasser gelangen (was bei den kleinen Mengen und der 
relativ zügigen Verdünnung eh nicht ins Gewicht fallen würde, aber da 
hätten wir dann wieder das "Wenn es jeder machen würde"-Argument).

Udo Schmitt schrieb:
> Ist schwer zu schätzen, MaWin hat schon recht. Es ist wenig
> wahrscheinlich daß der Hersteller den Motor überdimensioniert hat.

Über wohl nicht.

> Wenn wir dir jetzt sagen bis 18V kein Problem nützt dir das nix wenn er
> dann in 30min. durchgebrannt ist.

Naja, der Punkt ist ja der: Ein voller Akku hat 14,4-14,7V. Je nachdem 
welches Ladegerät, ob Blei- oder Bleigel... Damit wäre die 
Betriebsspannung bei effektiven 18V etwa 20% zu hoch. Jetzt stammt der 
Motor aber garantiert aus Schina und im Golf von Thailand ist es ein 
wenig wärmer als bei uns. Wärmes Wasser heißt schlechtere Kühlung und 
wenn das Teil halbwegs sinnvoll dimensioniert ist, dann überlebt der 
Motor auch noch bei 30°C Wassertemperatur. Dann hätte ich gute 10°C 
gewonnen, die ich durch mehr Leistung sinnvoll nutzen könnte.

von MaWin (Gast)


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> Bzw. was sagt zu sowas die Wasserwacht bzw. die zuständigen
> Kontrollorgane?

Sie erlauben auch, daß die Jäger tonnenweise Bleischrot an den Gänsen 
vorbei ins Wasser schiessen bis der ganze Boden des Sees damit voll 
liegt, Bleivergiftung scheint also kein Problem zu sein.

von Jan H. (j_hansen)


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Die Frage ist was du dir davon erwartest. Ich habe keine praktischen 
Erfahrungen mit Motorbooten. Aber wenn du aus deinem Motor 30% mehr 
Leistung herausholen kannst, dann bezweifle ich, dass du da einen großen 
Geschwindigkeitsunterschied erreichen wirst. Höchstens 10& aus dem Bauch 
geschätzt, also nicht wirklich merkbar.
Aber du scheinst deine Wahl ja eh schon getroffen zu haben. Wenn du das 
tun möchtest und dich sowieso nicht umstimmen lässt dann mach doch!

von Kevin (Gast)


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Martin Schwaikert schrieb:
> im Golf von Thailand ist es ein
> wenig wärmer als bei uns. Wärmes Wasser heißt schlechtere Kühlung

Deshalb wird der Motor ja auch zu uns exportiert.

von Axel R. (Gast)


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Da kommen eh nur noch 9Volt am Motor an. Bei den komischen Klemmen und 
dem 2.5mm² Kabeln da drann. 15 Ampere sollen da fliessen dürfen, 
immerhin.

von Blackbird (Gast)


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Für die MinnKota-Motoren gibt es verschiedene Propeller zur 
Leistungsanpassung.

Frag mal in einem Modellboot-Forum, warum mehr Spannung zwar rechnerisch 
mehr Leistung ergibt, aber die nicht in Vortrieb umgewandelt wird.

Blackbird

von Falk B. (falk)


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@Martin Schwaikert (sirnails)

>sei der Motor angeblich auch nicht. Wenn wir mit dem Teil 10 mal
>gefahren sind, dürfte es seinen Soll mehr oder minder erfüllt haben.

Willst du alle 10 Fahren einen neuen Motor kaufen?

>Lange Rede, kurzer Sinn: Was denkt ihr, mit wieviel Überlast darf der
>Motor betrieben werden? Die 12V sind am Bleiakku natürlich nur ein
>Richtwert, denn ein geladener Akku hat bekanntermaßen deutlich mehr.
>Meine Idee war, ihn mit einer PWM mit 18V zu betreiben.

Kann man probieren. 3V Überspanung sind 120%, das macht 144% Leistung 
WENN der Motor nicht schon magnetisch an der Kotzgrenze läuft (was bei 
dem Preis zu vermuten ist).

>Dürte er das noch überleben, oder ist das schon zu grenzwertig? Wenn das
>Teil noch gute 15-20 Betriebsstunden schafft (wir sind etwa ein bis zwei
>Stunden unterwegs), hätte er sich bereits amortisiert.

Nimm lieber etwas Geld in die Hand und kauf dir einen ausreichend 
leistungsfähigen Motor. Dieses Rumgebastel bringt dich nicht vorwärts 
(!).

>Da kommen eh nur noch 9Volt am Motor an. Bei den komischen Klemmen und
>dem 2.5mm² Kabeln da drann. 15 Ampere sollen da fliessen dürfen,
>immerhin.

Hier kann man vielleicht deutlich einfacher eine Leistungsverbesserung 
erzielen. Bzw. Die zusätzliche Spannung von 18V hebt die Spannung am 
Motor erst auf echte 12V an ;-)

Thermisch wird der Motor wenig Probleme haben, viel besser kann man ja 
nicht kühlen. Es wird eher ein Problem der magnetischen Grenze sein.

von Martin S. (sirnails)


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Falk Brunner schrieb:
> @Martin Schwaikert (sirnails)
>
>>sei der Motor angeblich auch nicht. Wenn wir mit dem Teil 10 mal
>>gefahren sind, dürfte es seinen Soll mehr oder minder erfüllt haben.
>
> Willst du alle 10 Fahren einen neuen Motor kaufen?

Nee, aber er wird so oder so kaum länger halten. Durchschnittlich 
überlebt er eine Saison. Man kann erst beim größeren Modell die 
Kohlebürsten tauschen und von daher wird sich das Problem selbst 
erledigen.

Im Grunde ist die Milchmädchenrechnung recht einfach: 10x Fahren bei 80 
Euro Investition macht 4 Euro pro Person und Ausflug. Damit kann ich 
preislich leben. Eine Fahrt mit dem Zug in die nächstgrößere Stadt 
kostet ja schon mehr. Daher darf er dann gerne kaputt gehen. Bis dahin 
ist außerdem die Gewährleistung abgelaufen.

>>Lange Rede, kurzer Sinn: Was denkt ihr, mit wieviel Überlast darf der
>>Motor betrieben werden? Die 12V sind am Bleiakku natürlich nur ein
>>Richtwert, denn ein geladener Akku hat bekanntermaßen deutlich mehr.
>>Meine Idee war, ihn mit einer PWM mit 18V zu betreiben.
>
> Kann man probieren. 3V Überspanung sind 120%, das macht 144% Leistung
> WENN der Motor nicht schon magnetisch an der Kotzgrenze läuft (was bei
> dem Preis zu vermuten ist).

Gefühlt würde ich sagen, nein. Wenn ich mir überlege, wieviel Leistung 
aus einem Staubsaugermotor gezogen wird, dann sind da mindestens noch 
200-300% Reserve in dem Teil :)

Man müsste das ganze jetzt einfach mal ausprobieren.

>>Dürte er das noch überleben, oder ist das schon zu grenzwertig? Wenn das
>>Teil noch gute 15-20 Betriebsstunden schafft (wir sind etwa ein bis zwei
>>Stunden unterwegs), hätte er sich bereits amortisiert.
>
> Nimm lieber etwas Geld in die Hand und kauf dir einen ausreichend
> leistungsfähigen Motor. Dieses Rumgebastel bringt dich nicht vorwärts
> (!).

Es wäre billiger, den gleichen Motor nochmal daneben zu hängen. 
Eigentlich hätte ich das Teil zurückgegeben, aber nach einmaliger 
Benutzung sieht es aus, als hätte es 10 Jahre Betrieb hinter sich. Man 
muss das mit dem Rückgaberecht auch nicht überstrapazieren.

>>Da kommen eh nur noch 9Volt am Motor an. Bei den komischen Klemmen und
>>dem 2.5mm² Kabeln da drann. 15 Ampere sollen da fliessen dürfen,
>>immerhin.
>
> Hier kann man vielleicht deutlich einfacher eine Leistungsverbesserung
> erzielen. Bzw. Die zusätzliche Spannung von 18V hebt die Spannung am
> Motor erst auf echte 12V an ;-)

Ich habe nicht das Gefühl, dass die Kabel großartig warm werden. Rein 
Gefühlsmäßig dürfte die Stromaufnahme mit 15A ganz gut hinkommen. Da der 
Motor aber nur mit 120W angegeben ist (was mir überhaupt nicht in den 
Kopf will), müssten bei den Kabeln 50W hängen bleiben. Und das würde man 
merken.

Das ganze Teil ist eine totale Katastrophe. Keine Sicherung! Obwohl oben 
im Gehäuse NICHTS drinnen ist, wird der Kasten ganz schön warm... 
scheinbar halten die Schalter den Strom gar nicht aus.

> Thermisch wird der Motor wenig Probleme haben, viel besser kann man ja
> nicht kühlen. Es wird eher ein Problem der magnetischen Grenze sein.

Wir probieren es einfach mal aus. Wenn er es nicht überlebt, dann zahlt 
man halt das Lehrgeld. Ich möchte so oder so gerne eine Vollbrücke für 
das Teil bauen, zwei Stufen halt dann doch ein wenig blöd sind. Ich 
frage mich nur, wie sie die halbe Leistung machen. Da hat der Motor in 
der Feldwicklung einen Mittelabgriff, oder?

von Falk B. (falk)


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@ Martin Schwaikert (sirnails)

>Nee, aber er wird so oder so kaum länger halten. Durchschnittlich
>überlebt er eine Saison. Man kann erst beim größeren Modell die
>Kohlebürsten tauschen und von daher wird sich das Problem selbst
>erledigen.

Warum kaufst du nicht das größere Modell? Mehr Power und Reperaturfähig?

>Ich habe nicht das Gefühl, dass die Kabel großartig warm werden. Rein
>Gefühlsmäßig dürfte die Stromaufnahme mit 15A ganz gut hinkommen. Da der
>Motor aber nur mit 120W angegeben ist (was mir überhaupt nicht in den
>Kopf will), müssten bei den Kabeln 50W hängen bleiben. Und das würde man
>merken.

Naja, alles eine Frage des Verhältnisses 
Wärmeleistung/Kühlung(Oberfläche).

1m Kupferdraht 2,5mm^2 hat nunmal ~ 7mOhm, d.h. bei 10A bleiben 700mW 
hängen? Hä, wer hat da oben 3V Spannungsabfall ausgerechnet?

>Das ganze Teil ist eine totale Katastrophe. Keine Sicherung! Obwohl oben
>im Gehäuse NICHTS drinnen ist, wird der Kasten ganz schön warm...
>scheinbar halten die Schalter den Strom gar nicht aus.

Kann man den aufschrauben? Vielleich kann man mal messen und dort schon 
eine arge Bremse ausmachen?

>man halt das Lehrgeld. Ich möchte so oder so gerne eine Vollbrücke für
>das Teil bauen,

Wozu? Willst du rückwärs fahren?

> zwei Stufen halt dann doch ein wenig blöd sind. Ich
>frage mich nur, wie sie die halbe Leistung machen.

Möglicherweise mit einem Vorwiderstand, darum die Wärme.

von Martin S. (sirnails)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Martin Schwaikert (sirnails)
>
>>Nee, aber er wird so oder so kaum länger halten. Durchschnittlich
>>überlebt er eine Saison. Man kann erst beim größeren Modell die
>>Kohlebürsten tauschen und von daher wird sich das Problem selbst
>>erledigen.
>
> Warum kaufst du nicht das größere Modell? Mehr Power und Reperaturfähig?

Weil ich dann nicht wüsste, wohin mit dem Alten. Zurückgeben ist ja 
nicht möglich. Und bei Ebay bringt das Teil auch kaum was ein. Klar, für 
eine Spielerei waren 80 Euro noch vertretbar, und er könnte mit 
Sicherheit ein paar mehr Watt auch vertragen, aber 150-200 Euro sind mir 
dann für ein paar mal auf dem Wasser dümpeln doch ein wenig zu viel des 
guten.

Am liebsten würde ich ja den schönen 4,5PS Außenborder drauf schrauben, 
aber hier in Bayern sollte man das tunlichst nicht machen. Der nächste 
schiffbare Fluss ist die Donau und zwischen Frachtern macht das Dümpeln 
auch kaum mehr Spaß.

>>Das ganze Teil ist eine totale Katastrophe. Keine Sicherung! Obwohl oben
>>im Gehäuse NICHTS drinnen ist, wird der Kasten ganz schön warm...
>>scheinbar halten die Schalter den Strom gar nicht aus.
>
> Kann man den aufschrauben? Vielleich kann man mal messen und dort schon
> eine arge Bremse ausmachen?

Laut Katalog ist nichts drinnen, nur zwei Schalter. Einmal 
Vorwärts/Aus/Rückwärts und einmal Langsam/Schnell. Ich möchte auch 
ungern die Gewährleistung verlieren.

>>man halt das Lehrgeld. Ich möchte so oder so gerne eine Vollbrücke für
>>das Teil bauen,
>
> Wozu? Willst du rückwärs fahren?

Weil man das zum Bremsen braucht. Selbst bei 4-5km/h können 200kg schon 
ganz schön böse schieben. Außerdem läße sich damit gleich ein 
Sanftanlauf implementieren. Ich glaube es ist für den Motor auf Dauer 
nicht allzu gesund, wenn er ständig von 0 auf 100 unter Last geschaltet 
wird.

>> zwei Stufen halt dann doch ein wenig blöd sind. Ich
>>frage mich nur, wie sie die halbe Leistung machen.
>
> Möglicherweise mit einem Vorwiderstand, darum die Wärme.

Die Leistungsaufnahme halbiert sich aber.

von Falk B. (falk)


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@ Martin Schwaikert (sirnails)

>eine Spielerei waren 80 Euro noch vertretbar, und er könnte mit
>Sicherheit ein paar mehr Watt auch vertragen, aber 150-200 Euro sind mir
>dann für ein paar mal auf dem Wasser dümpeln doch ein wenig zu viel des
>guten.

Nach drei Jahren kostet es dad Gleiche.

>> Wozu? Willst du rückwärs fahren?

>Weil man das zum Bremsen braucht. Selbst bei 4-5km/h können 200kg schon
>ganz schön böse schieben.

Willst du Konstfahren machen? So ein Schlachboot hat doch einen 
Wasserwiderstand wie eine Schrankwand, das bremst doch allein in ein 
paar Sekunden. Klar, mit Vollgas auf den Anleger zuhalten sollte man 
nicht.

> Außerdem läße sich damit gleich ein
>Sanftanlauf implementieren.

Dafür braucht man nur einen 1 Quadrantensteller, keine Vollbrücke.

Motoransteuerung mit PWM

>Ich glaube es ist für den Motor auf Dauer
>nicht allzu gesund, wenn er ständig von 0 auf 100 unter Last geschaltet
>wird.

Der ist doch sowieso nur für eine Saison gedacht. Ausserdem spielt das 
100% Einschalten bei einem so kleinen Motor keine Rolle in Bezug auf die 
Lebensdauer.

von Falk B. (falk)


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Ach ja, wenn du wirklich um des Bastelns Willen rückwärts fahren willst, 
reicht es, den Motor mit zwei Wechselkontakten umzupolen, wenn er still 
steht.

von U. B. (Gast)


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Die Anschlussschnur ist 1,6 m lang, hat bei 2,5 mm² also 22 mΩ.
Bei 15 A fehlt dann nicht mal ein halbes Volt. -

Den Motor mit 18 statt 12 Volt zu betreiben, ist wohl nicht zu 
empfehlen:

Hätte der Propeller eine quadratische Kennlinie, wie ein Lüfter, 
bedeutete das bei 18 V mehr als zweifaches Drehmoment bzw. dreifache
Leistung  =>  viel grössere Verluste und Bürstenfeuer.

Gibt es jedoch mehr Verwirbelung, weil der Propeller eben für 12 V 
gedacht ist, macht das auch keinen Sinn.

von wendelsberg (Gast)


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U. B. schrieb:
> Die Anschlussschnur ist 1,6 m lang, hat bei 2,5 mm² also 22 mΩ.
> Bei 15 A fehlt dann nicht mal ein halbes Volt. -

Ja, aber der warme Kasten gibt doch zu denken...


wendelsberg

von Emmix (Gast)


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Ja, bitte tu es!
Könntest Du mir einen Gefallen tun und die Elektronik für einen Motor 
auslegen, der bei 12V 24A zieht? Dann funktioniert´s nämlich auch für 
meinen Delphin EL 3000. Der hat 3 Schaltstufen, allerdings ist der 
Stufenschalter defekt (eine ziemliche Bastelei des Herstellers), so daß 
ich jetzt nur noch Vollgas fahren kann.
Das 70er-Jahre-Teil made in Germany ist wahrscheinlich um ein paar 
hundert Prozent überlastbar.
Danke!

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