Stromaufnahme Burgstrahlruder

[Schmitti]

Hallo zusammen,


wir haben bei uns im Boot ein elektrisches Vetus Bugstrahlruder Typ EC3 verbaut. Das Teil zieht bei 12 V ca. 380 A.
Mit einen Kollegen hatte ich jetzt folgende Diskusion:
Er hat behauptet, dass wenn die Batteriespannung wegen zunehmendem Alter der Batterie bei Betätigung des Burgstrahlruder stark abfällt, die Stromaufnahme dafür steigt und deshalb die Sicherung auslösen/trennen könnte. Ich kann das nicht ganz nachvollziehen, denn normalerweise verringert sich bei weniger Spannung auch die Stromaufnahme.


Frage an die Fachleute: Stimmt die Aussage des Kollegen?

[Lombardini]

In der Tat bedingt eine niedrigere Spannung einen höheren Strom. Eine Batterie aber kann nur bis zu einem bestimmten Strom belastet werden, wird dieser überschritten dann bricht die Spannung zusammen und damit auch der Strom.
Die Aussage stimmt somit nicht.

[Schmitti]

Hallo Harry,


danke für deine Antwort.
Aber warum zieht das Bugstrahlruder bei niedrigerer Spannung mehr Strom? Das die Batterie nur einen bestimmten maximalen Strom liefern kann leuchtet mir ein, aber warum ein E-Motor bei niedrigerer Spannung mehr Strom zieht das verstehe ich nicht.

[Lombardini]

Die Theorie dazu ist nicht ganz einfach, hoffe das sich hierzu noch Spezis finden.
In meiner jahrzehntelangen Praxis als Mechatroniker in der Freizeitschifffahrt habe ich oft ausgeglühte und somit vollkommen überlastetet Bugstrahlruderkomponenten vorgefunden, dessen Ursache schwache (halb entleerte) Batterien waren.

[RobG_NL]

Zitat von Schmitti

Ich kann das nicht ganz nachvollziehen, denn normalerweise verringert sich bei weniger Spannung auch die Stromaufnahme.

Ist, wie oben gesagt nicht so einfach zu erklären, denn ein was sie sagen, gilt nur für Wiederstand lasten. Ein E-Motor ist aber kein wiederstandslast, und dann gelten andere Regel.

Ob es in der Prakzis ein Problem ist, ist abhängich wo de Spannung der BSR hinkommt.
Bei mir ist er (zusammen mit AW) auf de Start Batt angeschlossen.
Da mann des BSR nur bei drehende Motor nützt, wird die Batt denn gleich geladen und übernimmt die Motorgenerator die Speisung.

[tritonnavi]

Zitat von Lombardini

Die Theorie dazu ist nicht ganz einfach, hoffe das sich hierzu noch Spezis finden.
In meiner jahrzehntelangen Praxis als Mechatroniker in der Freizeitschifffahrt habe ich oft ausgeglühte und somit vollkommen überlastetet Bugstrahlruderkomponenten vorgefunden, dessen Ursache schwache (halb entleerte) Batterien waren.

Die Theorie dazu hätte ich auch gerne mal gehört.

Wenn die Batterie also schwächer geworden ist, deren Innenwiderstand größer geworden ist und die Spannung deshalb während des Betriebes und gerade im Einschaltmoment, kleiner geworden ist, soll der Strom ansteigen?

Wenn die Batterie nur 10V liefert, wären es dann u.U. schon 500A im genannten Fall und wenn die Spannung nur noch 3V beträgt.....man mag das gar nicht zu Ende denken...

[Lombardini]

Nun mal nicht die Tatsachen verdrehen, ich schrieb lediglich, das die Batterie nur einen bestimmten Strom abgeben kann, bei weiterem Strombedarf sackt die Spannung stark ein und der Stromfluß ebenfalls.
Der Bereich in dem der Strom ansteigt liegt bei ca. -2 V, danach bricht die Spannung rapide ein.

[tritonnavi]

Du hattest u.a. die grundsätzliche Feststellung gemacht:

In der Tat bedingt eine niedrigere Spannung einen höheren Strom.

Darum ging es mir.
(Die etwas überzogene 3V-Annahme war lediglich eine Übertreibung, wie hoffentlich fast jeder gemerkt hat.)

Um Missverständnissen vor zu beugen, gehe ich mal von einem Bereich aus, wo die Batterie durchaus noch mehr Strom abgeben könnte, als die genannten 380A.
Die eingebaute Batterie hat ganz sicher einen Kaltstartprüfstrom von weit mehr als 380A und von daher wird sie grundsätzlich sehr lange in der Lage sein, zumindest etwas mehr als 380A abgeben zu können.

Ich verstehe die Geschichte jetzt so:
Bei Betätigung des BSR ist noch, unterstellt, eine Spannung von 10V (12V, wie beschrieben, werden es kaum sein) am BSR zu messen und es fließen 380A.

Die Batterie wird mit der Zeit etwas schwächer (Innenwiderstand wird größer) und es kommt dann zwangsläufig dazu, dass bei Betätigung des BSR an dessen Anschlüssen, unterstellt, z.B. nur noch 9V gemessen werden.

Dass die Spannung im Laufe des Batterielebens abfällt, ist ja das, was der TE geschildert hatte.

Die zweite Behauptung war, dass bei dann niedrigerer Spannung (9 anstatt 10V, entsprechend jeweils etwas höher an den Batteriepolen), sich der Strom erhöht, also in dem Fall über 380A betragen wird, z.B. 400A.

Zu der zweiten Behauptung hätte ich gerne mal die theoretische Begründung erfahren, denn die kann ich nicht nach vollziehen.
Das würde ja bedeuten, dass das BSR bei schlechter werdender Batterie nahezu die gleiche Leistung schaffen würde.

[Lombardini]

Wie erklärst du dann die Tatsache, das es bei voll geladener Batterie viel seltener dazu kommt, das die Bugstrahlruderkomponenten ausglühen. ?

[DonBoot]

Zitat von Lombardini

Wie erklärst du dann die Tatsache, das es bei voll geladener Batterie viel seltener dazu kommt, das die Bugstrahlruderkomponenten ausglühen. ?

Könntest du mal erklären was du unter ausglühen verstehst? Der Begriff im Zusammenhang mit Elektrotechnik ist mir fremd.

Grüsse, Don

[Stingray 558]

Je nach Typ Motor: hat man den z.B. 3-7 fachen Anlaufstrom. (Nur ohmscher Widerstand wirksam. ) Absicherung muss passend sein.
(z.B.: im 230 Volt Netz: setzt man statt „B“ Automaten dann „C“ oder „K“ Typen ein, die so verzögert auslösen: das der Motor seine Drehzahl erreicht hat.)


Läuft der Motor: (Last..) ist die Gegen-EMK wirksam. Sinkt die Spannung am Motor: wird die Drehzahl entsprechend geringer; und damit auch die Gegen-EMK.
Fließt also verhältnismäßig mehr Strom.
Bremst man den Motor so stark ab, das beinahe Stillstand: nähert man sich wieder dem Anlaufstrom, sodass trotz deutlich weniger Spannung mehr Strom fließen kann als bei Nennspannung und Lauf mit bestimmter Drehzahl.

Der Motor ist kein ohmscher Verbraucher; beim Laufen erzeugt er selber eine Spannung: die der anliegenden Spannung entgegengerichtet ist (wirkt wie ein Generator..)

[RobG_NL]

Dachte auch schon in jenen richtung, hatte aber darauf verzichtet es in Deutsch zu schreiben.

[Lombardini]

Zitat von DonBoot

Könntest du mal erklären was du unter ausglühen verstehst? Der Begriff im Zusammenhang mit Elektrotechnik ist mir fremd.

Grüsse, Don

Mit "ausglühen" meine ich die betroffenen Kabel Schraubverbindungen und Relaiskontakte über die der Strom lief, die so stark belastet wurden, das Sie rotglühend wurden.

[Axel_G]

Ich würde das für ein Märchen halten. Und bei 0V zieht der dann unendich Strom ?

Bei niedriger Spannung dreht der zwar niedriger, aber nicht so viel, dass der Strom grösser wird. Ein grösserer Strom würde ja dann auch wieder ein grösseres Drehmoment bedeuten, so dass die Drehzahl zunehmen würde. Bei niedrigerer Spannung pendelt sich das dann auf einem niedrigeren Drehmoment, niedrigerer Drehzahl und niedrigerem Strom ein.

Beim Anlaufen wirken sowieso nur die ohmschen Widerstände des Motors, dadurch wird der Strom bei niedrigerer Spannung geringer.

Möglich wäre aber, dass bei fast leerer Batterie die Leute ewig auf dem Schalter rumdrücken, bis das arme Schiff sich dann doch irgendwann bewegt. Wenn das das Bugstrahlruder statt 5 Sekunden Schüben eine Minute dauerläuft, kann natürlich dann doch mal was abrauchen. Keine Ahnung, wie die so ausgelegt sind.

Gruss
Axel

[tritonnavi]

Zitat von Lombardini

Wie erklärst du dann die Tatsache, das es bei voll geladener Batterie viel seltener dazu kommt, das die Bugstrahlruderkomponenten ausglühen. ?

z.B. durch zu hohen Übergangswiderstand an irgend einer Stelle in der Installation. Diesen Effekt, auf eine zu niedrige Batterieausgangsspannung zurück zu führen, ist etwas sehr eng gefasst.
Wenn die Absicherung richtig dimensioniert ist, sollte eigentlich keine Komponente der Installation ausglühen.

[tritonnavi]

Zitat von Stingray 558

Je nach Typ Motor: hat man den z.B. 3-7 fachen Anlaufstrom. (Nur ohmscher Widerstand wirksam. ) Absicherung muss passend sein.
(z.B.: im 230 Volt Netz: setzt man statt „B“ Automaten dann „C“ oder „K“ Typen ein, die so verzögert auslösen: das der Motor seine Drehzahl erreicht hat.)


Läuft der Motor: (Last..) ist die Gegen-EMK wirksam. Sinkt die Spannung am Motor: wird die Drehzahl entsprechend geringer; und damit auch die Gegen-EMK.
Fließt also verhältnismäßig mehr Strom.
Bremst man den Motor so stark ab, das beinahe Stillstand: nähert man sich wieder dem Anlaufstrom, sodass trotz deutlich weniger Spannung mehr Strom fließen kann als bei Nennspannung und Lauf mit bestimmter Drehzahl.

Der Motor ist kein ohmscher Verbraucher; beim Laufen erzeugt er selber eine Spannung: die der anliegenden Spannung entgegengerichtet ist (wirkt wie ein Generator..)

...und was hat deine gesamte Begründung jetzt damit zu tun, dass (absolut) ein höherer Strom fließen soll, wenn die Batterie im Betrieb weniger Spannung aufrecht erhalten kann (weil sie z.B. schon älter ist (größerer Innenwiderstand) oder z.B. schlichtweg nicht voll geladen ist)?

In der anfänglichen Behauptung ging es nicht um unterschiedliche Belastungen des Motors, sondern um unterschiedliche Betriebsspannungen durch die Batterie, ohne das der Motor mehr belastet wird.

Wenn der Motor bei Anschluss an eine Batterie durch den Widerstand mehr abgebremst wird (z.B. eine Angelschnur, die sich im Propeller verfangen hat) , dann wird auch der benötigte Strom größer werden.
Das ist unstrittig, nur darum ging es hier überhaupt nicht.

Es ging darum, dass der Propeller des BSR weiterhin ungestört im Wasser dreht und man lediglich die Betriebsspannung herab setzt und jetzt kommt meine, zugegeben, sehr kühne Behauptung, was dann passiert:

Die Drehzahl des Propellers wird sinken, sein Drehwiderstand im Wasser wird dadurch sogar deutlich sinken (der Propeller dreht ja in einer Flüssigkeit), der Strom wird entsprechend deutlich sinken und die BSR-Leistung wird deutlich sinken.
Einen Grund dafür, dass Installationskomponenten unter diesen Umständen mit höherem Strom belastet werden (und sogar ausglühen...) , kann ich daher absolut nicht erkennen.

[MichaB.]

Ist aber so. W = V * A d.h. weniger Volt, mehr Ampere, weil der Verbraucher immer seine z.B. 380 W haben will. Sinken die V steigen die Ampere und irgendwann steigt die Sicherung aus - hoffentlich. Wenn nicht fängts an zu schmockeln.

[tritonnavi]

Zitat von MichaB.

Ist aber so. W = V * A d.h. weniger Volt, mehr Ampere, weil der Verbraucher immer seine z.B. 380 W haben will. Sinken die V steigen die Ampere und irgendwann steigt die Sicherung aus - hoffentlich. Wenn nicht fängts an zu schmockeln.

Ein Motor will keine Leistung haben, sondern es ergibt sich eine Leistung aus unterschiedlichen Randbedingungen.

Ein BSR-Motor hat normalerweise keine Vorrichtung, die ermöglicht, dass er bei unterschiedlichen Spannungen immer die gleiche Leistung abgibt.
(also Quasi ein Konstantleistungs-Modul...)

Diesbezüglich geht es ihm nicht anders, wie einer normalen ohmschen Last, wie z.B. einer Glühlampe.
Sinkt dort V an den Klemmen, dann sinkt auch A und in der Folge sinkt dann W deutlich.

U.A. deswegen schreiben die Hersteller von BSR ja auch recht stark dimensionierte Leitungen vor und zwar je länger diese sind, desto größer muss deren Querschnitt sein.
Da geht es weniger darum Leitungen zu schützen, sondern den Spannungsabfall zwischen Batterie und BSR möglichst klein zu halten, denn je größer der ist, desto geringer ist die Spannung am aktiven BSR und desto geringer ist dessen Leistung.

[MichaB.]

Anderes Bsp. meine Kühlbox arbeitet bei 12 V mit 4 A und bei 24 v mit 2 A um die gleiche Leistung (Watt) zu erreichen. Die hält sich also schonmal an W = V x A warum soll das beim BSR anders sein ?

[Axel_G]

Zitat von MichaB.

Anderes Bsp. meine Kühlbox arbeitet bei 12 V mit 4 A und bei 24 v mit 2 A um die gleiche Leistung (Watt) zu erreichen. Die hält sich also schonmal an W = V x A warum soll das beim BSR anders sein ?

Weil die Leistung deiner Kühlbox von einer Elektronik so geregelt wird, dass sie eine gewisse Leistung bringt und das Bier kalt bleibt. Bei diesen Motoren gibt es so eine Regelung aber nicht.

Gruss
Axel

[B4-Skipper]

Zitat von MichaB.

Ist aber so. W = V * A d.h. weniger Volt, mehr Ampere, weil der Verbraucher immer seine z.B. 380 W haben will. Sinken die V steigen die Ampere und irgendwann steigt die Sicherung aus - hoffentlich. Wenn nicht fängts an zu schmockeln.

Das ist leider total falsch
Weil, was der Verbraucher haben will, das interessiert die Physik überhaupt nicht

Neben der Formel Leistung = Spannung mal Strom gibt es auch noch das Ohmsche Gesetz.

Widerstand = Spannung/ Strom, also R = U/ I oder Ohm = V/ A
Nach Strom umgestellt: Strom = Spannung/ Widerstand, also A = V/ Ohm

Bei konstanten Widerstand (OK, ist bei der Glühlampe auch nicht 100% der Fall), also halbe Spannung = halber Strom = viertel Leistung.

Bei einer 12V/ 12W Glühlampe fließt ein Strom von 1A: 12 V x 1 A = 12 W.

Wird diese 12 V Glühlampe nun an 6V betrieben, dann fließen nicht 2 A weil 6 V x 2 A = 12 W ergeben, sondern nur noch 0,5 A, also nur noch 6 V x 0,5 A = 3W.


Würde sinkende Spannung automatisch höheren Strom verursachen, bräuchte man sich ja um den Spannungsfall keine Sorgen machen

Gruß Lutz

[MichaB.]

Zitat von Axel_G

Weil die Leistung deiner Kühlbox von einer Elektronik so geregelt wird, dass sie eine gewisse Leistung bringt und das Bier kalt bleibt. Bei diesen Motoren gibt es so eine Regelung aber nicht.

Gruss
Axel

Ah...dann ist die Kühlbox also schlauer als das BSR . Spass beiseite, hab's verstanden. Danke für die Info.
Danke auch an Lutz für die ausführliche Erklärung.

[DJ2KW]

L9

Zitat von B4-Skipper

Das ist leider total falsch
Weil, was der Verbraucher haben will, das interessiert die Physik überhaupt nicht

Neben der Formel Leistung = Spannung mal Strom gibt es auch noch das Ohmsche Gesetz.

Widerstand = Spannung/ Strom, also R = U/ I oder Ohm = V/ A
Nach Strom umgestellt: Strom = Spannung/ Widerstand, also A = V/ Ohm

Bei konstanten Widerstand (OK, ist bei der Glühlampe auch nicht 100% der Fall), also halbe Spannung = halber Strom = viertel Leistung.

Bei einer 12V/ 12W Glühlampe fließt ein Strom von 1A: 12 V x 1 A = 12 W.

Wird diese 12 V Glühlampe nun an 6V betrieben, dann fließen nicht 2 A weil 6 V x 2 A = 12 W ergeben, sondern nur noch 0,5 A, also nur noch 6 V x 0,5 A = 3W.


Würde sinkende Spannung automatisch höheren Strom verursachen, bräuchte man sich ja um den Spannungsfall keine Sorgen machen

Gruß Lutz

Das gilt nur für rein Ohmsche Verbraucher.
Bei Motoren ist das anders und wurde einige Beiträge vorher (#11) richtig dargestellt.
Es hat mit der „Gegenelektromotorischenkraft“ zu tun.
Ein Elektromotor versucht immer die von der Abtriebsmaschine benötigte Leistung abzugeben.
Sinkt dabei die Spannung, so steigt in Grenzen der Strom.
Das sind allerdings komplexe nichtlineare Zusammenhänge.
Daher ist es richtig, das bei zu niedriger Spannung deutlich mehr Strom fließt.
Werner

[tritonnavi]

Zitat von DJ2KW

L9
Ein Elektromotor versucht immer die von der Abtriebsmaschine benötigte Leistung abzugeben.

der Motor hat keine Sollleistung, die er unbedingt einhalten muss.....Der weiß gar nichts von Leistung...

Wenn man die Ausgangsspannung verringert, wird die Drehzahl so eines Motors kleiner.
Das war schon bei jedem E-Modellbaumotor so und auch der Starter im Auto verhält sich nicht anders.

Wenn die Starterbatterie schlapper wird, misst man beim Start eine geringere Spannung am Starter und dessen Drehzahl ist dann auch geringer, wie man deutlich hören kann.
Bei gleichem Drehwiderstand ist dann die abgegebene Leistung auch geringer, denn die hängt ja von der Drehzahl ab.

Wenn bei geringerer Spannung der Strom entsprechend steigen würde, müsste die Starterdrehzahl, in Grenzen, immer nahezu gleich groß sein (sonst geht das mit der gleichen Abtriebsleistung nicht), egal wie es um die Batteriespannung steht.
Das ist etwas was ich noch nie beobachtet habe und von dem ich noch nie gelesen habe.

Du kannst ja mal einen Test machen:
Drehe den Motor deines Autos mithilfe des Starters durch.
Einmal mit der originalen 12V-Batterie und einmal mit einer gleich leistungsfähigen (also doppelte Kapazität in Relation zur 12V-Batterie, um sicher zu stellen, dass diese den benötigten doppelten Strom bereit stellen könnte) 6V-Batterie.

Wenn deine Annahme richtig ist, gibt es dann keinen Unterschied in der Drehzahl, denn die Leistung muss ja, der Motor weiß das im Zweifel und erhöht die Stromaufnahme entsprechend, gleich bleiben.

oder ein anderer Test:
nehme einen einfachen E-Motor für Modellflug, an dem eine Luftschraube montiert ist.
Schließe einmal ein 12-V-NiMH-Pack an und einmal z.B. ein 7,2V-NiMH Pack an.
Laut deiner Annahme müsste die Drehzahl (und damit die Leistung) gleich bleiben, weil der Strom dann entsprechend steigt.....berichte dann mal bitte, was tatsächlich passiert ist.

[Lombardini]

@...….Daher ist es richtig, das bei zu niedriger Spannung deutlich mehr Strom fließt.

So auch meine Beobachtung, nachdem, selbst 10er Bolzen als Kontaktverschraubung (gesichert mit Federring) rotglühend wurden.