EMV-Zulassung eines Unterwasser-Antriebssystems

[Elguerrero (elguerrero91)]

Ich entwickle ein batteriebetriebenes Unterwasser-Antriebssystem für 
Wassersport, das einen DC-Bürstenmotor nutzt. Wie bekannt, erzeugen 
DC-Bürstenmotoren durch Bürstenfeuer und Schaltvorgänge erhebliche 
hochfrequente Störungen (HF/EMI).

Im realen Betrieb befindet sich das gesamte Antriebssystem jedoch 
vollständig unter Wasser. Wasser (insbesondere Süß- und Salzwasser) 
wirkt aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften stark dämpfend auf 
elektromagnetische Abstrahlung.

Für eine Produktzulassung (EMV) erfolgen die EMV-Messungen standardmäßig 
in Luft.


*Diskussionsfrage / Idee:*

Wäre es aus regulatorischer oder technischer Sicht denkbar, das System 
so auszulegen, dass:
- der Motor nur bei erkanntem Wasserkontakt freigegeben wird (z. B. über 
Drucksensor, Wassersensor),
- und das System bei EMV-Messungen in Luft automatisch im 
Motor-Aus-Zustand verbleibt?

Damit würde der geprüfte Zustand dem tatsächlich zulässigen 
Betriebszustand entsprechen und somit die EMV Grenzen einhalten.
Mich interessiert, ob jemand Erfahrungen mit ähnlichen Konzepten oder 
Rückmeldungen von EMV-Laboren hat.

[Karl B. (gustav)]

Was spricht eigentlich gegen geeignete Entstörmittel, wie Kondensatoren 
und Drosseln, wie sie in Motoren der geschilderten Art verbaut werden?
Ein E-Auto dürfte ja auch nicht unbedingt störungsarm sein.
Und da hat man diese Problematik glänzend gelöst.
Dort mal abgucken, wie die das gemacht haben.
Und ich bezweifle die Annahme, dass nur der Kontakt mit Wasser die 
EMV-Problematik grundsätzlich und vollständig löst.
Zum Beispiel wird mit U-Booten auch mit Unterwasserfunk kommuniziert.
Elektromagnetische Wellen pflanzen sich auch in Wasser aus. Mal unter 
Stichwort "Poyntingscher Vektor" nachschauen.
Zitat:
"...Brechungsindex und Geschwindigkeit: In Wasser (Brechungsindex 
\(n\approx 1,33\)) breiten sich Wellen langsamer aus als im Vakuum. Dies 
beeinflusst die Amplituden von \(\vec{E}\) und \(\vec{H}\) und damit den 
Betrag des Poynting-Vektors..."

ciao
gustav

[Michael B. (laberkopp)]

Elguerrero schrieb:
> Für eine Produktzulassung (EMV) erfolgen die EMV-Messungen standardmäßig
> in Luft.

Nein.

EN 55012:2007/A1:2009-07 misst das Boot fahrend im Wasser.

https://www.youtube.com/watch?v=up6vY84kZj0

[Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)]

> Mich interessiert, ob jemand Erfahrungen mit ähnlichen Konzepten oder
> Rückmeldungen von EMV-Laboren hat.

Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Gonschorek war in der Standardisierung der 
EMV-Normen als auch (über das Ingenieurbüro unter seinem Namen) in der 
EMV-Auslegung von Marine-Schiffen und U-Booten tätig.
Sein damaliger Büro-Kompagnon Ralf Vick ist heute noch beratend tätig 
und dürfte Anfragen bzgl. EMV-Prüfungen und Auslegung der 
Prüfvorschriften auch im maritimen Bereich aufgeschlossen sein:

https://www.emv.ovgu.de/Lehrstuhl/Mitarbeiter/Lehrstuhlinhaber/Prof_+Dr__Ing_+Ralf+Vick-p-664.html

Eines der von Gonschorek zitierten Beispiele zur Minimierung des 
EM-Feldes im Inneren eines U-Bootes war ein mehrfaches geteiltes 
Einzelleiter-Bündel mit entgegengesetzter Stromrichtung (Hin- und 
Rückleiter), also ähnlich einer twisted pair Leitung, bei der das H-Feld 
konstruktiv gedämpft ist.

Wegen der sensitiven Technik im Boot (Sonar, Funk) sind dort 
EMV-Massnahmen nötig, auch wenn "drumherum" nur Wasser ist.

[S. M. (lichtmensch)]

Elguerrero schrieb:
> Unterwasser-Antriebssystem für
> Wassersport, das einen DC-Bürstenmotor nutzt.

Damit würde ich es schon nicht mehr kaufen. Warum verwendet man wenn man 
jetzt etwas neu entwickelt nicht gleich einen effizienteren BLDC?
Wo siehst du den vorteil von Bürsten?

Elguerrero schrieb:
> Wäre es aus regulatorischer oder technischer Sicht denkbar, das System
> so auszulegen, dass:
> - der Motor nur bei erkanntem Wasserkontakt freigegeben wird (z. B. über
> Drucksensor, Wassersensor),
> - und das System bei EMV-Messungen in Luft automatisch im
> Motor-Aus-Zustand verbleibt?

Das erinnert mich stark an VW. Teststand erkennen und motor aus lassen. 
Nur das in zumindest den Prüfbetrieben die ich kenne echte menschen mit 
Ahnung sitzen und sicher fragen würden warum das garnicht funktioniert.

[P. S. (namnyef)]

Grundsätzlich ist erst mal viel denkbar. Ernst wird es erst, wenn ein 
Schaden entsteht und sich z. B. ein Staatsanwalt zusammen mit einem 
Sachverständigen anschaut, wem der Hintern versohlt werden kann.

Die vorgeschlagene Idee riecht aber direkt schon mal nach Pfusch. 
Erstens bekommen andere ihre Motoren ja auch entstört und zweitens gibt 
es ja vermutlich auch Betriebszustände wie Test, Wartung oder 
Inbetriebnahme, bei denen das Gerät eben nicht unter Wasser ist, der 
Motor aber dennoch angesteuert werden muss.

Die Details dazu purzeln normalerweise aus einer EMV-Risikoanalyse 
heraus, die man sowieso zwingend machen muss, falls die EMV-Richtlinie 
Anwendung findet.

[Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)]

> Ernst wird es erst, wenn ein
> Schaden entsteht und sich z. B. ein Staatsanwalt zusammen mit einem
> Sachverständigen anschaut, wem der Hintern versohlt werden kann.


Nein, (teuren) Ärger (Produktverbote, Rückrufe, Strafen) aufgrund 
überschrittener EMV-Grenzwerte  kann man auch bekommen, bevor 
irgendjemand zu Schaden kommt.

https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/Telekommunikation/Technik/Marktueberwachung/MarkteinschraenkendeMassnahmen/EuVertriebsverbote.html