Tauchroboter

[radbruch]

...macht zusammen 600W Nennleistung bei 12V.

Schluck. Oje, bei Leistung = Spannung mal Strom ergibt sich nach Umstellung der Formel 600W/12V ziemlich genau ein Strom von 50A!

Den Spannungsabfall auf der Leitung kann man über das Ohmsche Gesetz ausrechnen (, dass auch elektrische Blindnieten kennen sollten):

U=I*R

d.H.: Bei einem (willkürlich geschätzem, weil keine realen Daten verfügbar) Leitungswiderstand von 5 Ohm würden bei 50A genau 250V am Kabel abfallen. Du müstest also 262V einspeisen damit am Robot noch 12V ankommen.

Theoretisch, denn praktisch würde sich der Leitungswiderstand durch die Erwärmung schlagartig erhöhen und zudem ist der Strom und damit der Spannungsabfall auf der Leitung natürlich auch abhängig von der jeweiligen Last durch die Motoren. Vermutlich würde aber dein 1,5er Kabel wegschmelzen weil die Stromdichte bei 50A zu hoch wäre.

Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems: Zuleitung zum Robi mit 230V Wechselstrom und Netzteil im Robi. Bei 230V wäre der Strom deutlich kleiner, allerdings kommen dann Leitungseffekte bei Wechselstrom zum Tragen. Ausserdem

Lebensgefahr durch Stromschlag!!!

[dipper]

Schluck. Oje, bei Leistung = Spannung mal Strom ergibt sich nach Umstellung der Formel 600W/12V ziemlich genau ein Strom von 50A!

Jo, stimmt, daher auch die Idee das per Kabel zu liefern, denn ...
12V und 600W ergeben 50A, dass heißt aber auch, das ich für den Betrieb auch nur einer Stunde eine 50AH Batterie brauche.
Bei längerem Betrieb ...

Aber ich werde mal forschen was am 230V-Vorschlag dran ist.

[kalletronic]

ich habs mal kurz durchgerechnet, und komm bei 12V 50A leitungslänge 50m spannungsabfall an der leitung 4V auf einen 2x6mm²

[dipper]

Aber ich werde mal forschen was am 230V-Vorschlag dran ist.

Das habe ich getan.
Die 230V-Lösung ist garnicht so problematisch, wie ich zunächst gedacht habe.
100m 1,5mm² Kabel haben einen Widerstand von ca. 1.2 Ohm.
Wenn ich tatsächlich 600W verbrate sind das bei 230V ca. 2.6A.
Und beim v.g. 1,5mm²-Kabel und 230V bedeutet das einen Spannungsabfall von ca. 3,6V
Selbst bei 115V liegt der Spannungsabfall bei ca. 7,2V (Strom bei ca. 6A).

Natürlich muss auf eine ordentliche Verarbeitung der wasserdichten Anschlüsse geachtet werden, aber an der Oberfläche ist lediglich ein normaler Fehlerstromschalter notwendig, um die ganze Geschichte abzusichern.
Als Stromquelle dient entweder eine Steckdose oder ein Notstromaggregat (habe ich schon )
Das Verbindungskabel ist die problematische Seite und wird von mir selbst gefertigt. Ich nehme einen Schlauch und ziehe dort Kabel(3x1,5mm²/1x75Ohm/2x2x0,25 mit Schirm) ein. Das hat den Vorteil, dass die restliche Luft im Schlauch der Sache ein wenig Auftrieb verpasst. Irgendwie muss ich auch noch einen Leckagesensor dort hineinbekommen und dafür sorgen, dass der Bot selbst dann nicht vollläuft, wenn der Schlauch beschädigt wird.
Im Bot werden Weitbereicheingangs-Netzteile (110-230V) 2x20A für die Motoren und zwei Netztrafos für 12V-Halogenlampen, sowie ein kleines Schaltnetzteil für die Versorgung des Mikrocontrollers verbaut.
Die Kühlung der Netzteile erfolgt über die Gehäusewand der Technikröhre, die ich aus diesem Grund auch aus Metall bauen werde.

Gibt es von Eurer Seite noch etwas zu beachten?

[hellraider]

Hallo,
wow, das haut mich jetzt schon etwas vom Hocker
Ich hoffe nur du betreibst deinen Robo nicht in Gewässern,
wo getaucht wird !!
Ich hoffe nur ich begegne deinen Robo nie unter Wasser.
Denn das was du vorhast , deinen Robo mit 230 V zu versorgen
ist milde gesagt ganz schon ideotisch !
Hoffentlich ist dein Gehäuse zu 100% Wasser und Gasdicht.
Denn wenn deine Netzteile und deine Motoren sich erwärmen wird mit
Sicherheit der Druck im Gehäuse ansteigen. Außerdem ist eine
"Bastelei " mit 230V im Wasser doch etwas sehr gefährlich.
Was passiert wenn dein Gehäuse nun doch nicht 100% wasserdicht ist ?
(Kabeleinlaß / usw. )
Ich habe mir nur eine Tauchlampe gebaut, und bin hier trotz fundierten
mechanischen Grundlagen fast an meine Grenzen gestossen.
Denn was viele für Wasserdicht hielten, war dann eben bei 30 Meter
(= 4bar Druck) doch nicht mehr dicht.

Ich würde dir drigend zu Akkus raten.

Gruß

[radbruch]

Hallo

Also mit einem FI-Schalter und einem geerdeten Aludruckkörper hätte ich keine Bedenken.

Außerdem würde die Spannung im Wasser mit dem Abstand rassant abnehmen. Deutlich schneller als z.B. bei einem Blitzeinschlag auf dem Erdboden. Die der Schrittspannung an Land vergleichbare Spannung im Wasser dürfte bei 230V völlig ungefährlich sein.

Wohlgemerkt: Im Wasser in freien Gewässern. In Pools, Wannen oder Babyplanschbecken besteht natürlich weiterhin akute Gefahr, wenn man von aussen reingreift. Hier schützt dann wirklich nur ein FI-Schalter in Verbindung mit einer guten Erdung. Den wird man dann aber unter Umständen auch gar nicht einschalten können. Am besten gleich einen 0.5A-Typ wählen. *gg

Ach, ganz vergessen: Wenn du nun schon 230V im Boot zur Verfügung hast, warum nimmst du dann nicht auch gleich Motoren dafür? Oder 'ne Ader mehr und du kannst billige, einfach gebaute und unverwüstliche Drehstrommotoren einbauen. Keine Netzteilverluste, keine hohen Stromstärken. Sie sind zwar träge, aber Tauchboote sind ja auch keine Linienfolger. Und die würden auch mal ein Fluten überstehen.

Und die Wirkungsgrade von Drehstromnetzteilen sind vermutlich auch besser.

Gruß

mic

[dipper]

@ hellraider
In dem Augenblick wo Wasser in den ROV eindringt geht der FI dazwischen und nix passiert.
Außerdem wird in der Technikröhre auch ein Feuchtigkeitssensor installiert, der letzenendes ebenfalls eine Sicherheitsrolle übernimmt.
Taucher, selbst wenn sie direkt am ROV arbeiten, sind nicht gefährdet.
Die E-Technik wird im übrigen von einem Elektromeister abgenommen und wird von einem Dipl.Ing. Maschinenbau und Sicherheitstechnik überprüft. Ich bin doch nicht lebensmüde.
Und nebenbei; Tauchen tue ich auch. Macht Spaß, vor allem bei Sicht null und Schlamm und Morast.
Die Metallhülle der Technikröhre sollte eigentlich genügend Wärme ableiten und selbst wenn nicht, sollte der Druckkörper dem geringen Druckanstieg verkraften.
Ich mache mir eher mehr Gedanken über Schwitzwasser und werde wohl eine ordentliche Portion Silicagel beipacken.
Mein letztes Druckgehäuse (Dm100mm x L350mm) mit Kabelanschluß (auch Taucherlampe) hat in der Testdruckkammer leider nur einem Druck von 25 bar standgehalten, aber ich werde diese Konstruktion wohl für meine Technikröhre übernehmen, die soll ja nur 10 bar halten und 1,5fache Sicherheit sollte m.E. genügen.

@ radbruch
Mit dem Aludruckkörper kann ich nicht dienen, da ich für den Druckkörper ein nahtloses Rohr aus Werkstoff 1.4571 seewasserbeständigen Edelstahl (V4A) verwende. Aber ich denke das wird auch seinen Zweck tun.
Beim Licht (ursprünglich 4x 12V75W) hatte ich auch schon den Gedanken 230V direkt zu nehmen und so das Netzteil zu entlasten.
Hast Du mit 230V-Motoren Erfahrung?
Meine Motorengehäuse habe ca. 50mm Innendurchmesser?
Wo gibt es Motoren in dieser Größenordnung (3000-4000Touren)?
Als Netzteil werde ich wohl eines aus dem Computerbereich nehmen, das eine Leistung von ca. 2x 12V20A abgibt und einen Weitbereichseingang hat (100-260V).

[radbruch]

Hallo

Edelstahl dürfte den Zweck auch erfüllen.

Ich habe berufsbedingt Erfahrungen mit größeren Drehstromantrieben bis ca. 30KW.

Mal ein Beispiel: Ein alter Nähmaschinenmotor mit 72W macht 4500 Umdr./min, allerdings ist das ein Nebenschlussmotor. Das bedeutet, er hat Schleifkohlen die verschleisen und er erzeugt extremen elektrischen Dreck. Der Motor hat ein enormes Drehmoment, ist aber nicht für Dauerbetrieb geeignet.

Ich habe ja keine Ahnung von Tauchbooten, aber ich nehme an, dass die Antriebe nicht geregelt, sondern nur ein und ausgeschaltet werden. Ideal wäre eine Drehzahl, die den Motor beim besten Wirkungsgrad betreibt. Ich würde mich mal im Teich-, Tauch- oder Bachlaufpumpenbereich umsehen. Diese Motoren sind Dauerläufer, wasserunempfindlich und mit entsprechenden Getriebe/Schraube kann man den Motor nahe dem Leistungslimit betreiben.

Wechselstrommotoren laufen im Leerlauf nahe der Drehfelddrehzahl (bei 50Hz sind das fast 3000 Umdr./m) und haben dabei eine recht geringe Stromaufnahme. Bei Belastung sinkt die Drehzahl, dadurch steigt aber der Schlupf und damit steigt des Drehmoment deutlich. Das kann man bis zu einem Kippmoment steigern, wird der Motor noch stärker belastet, bleibt er stehen.

Gruß

mic

[maik1981m]

Eine glaßfaser leitung währ doch die lösung denk ich !!!

[dipper]

Leider nein. Das Problem ist nicht die Datenleitung, sondern die Stromversorgung.
Wie die Dateneleitung aufgebaut ist, ob Kupfer oder Glasfaser ist dabei unerheblich.
Entscheidend ist die höhe des Stromverbrauches und die Dauer der Nutzung. Da ich hier aus Größen und Gewichtsgründen nicht mit Akkus arbeiten will und kann muss ich den Strom von oben einspeisen.

Mitte April, also in den nächsten Tagen, werde ich den ersten Prototypen einer Antriebsgondel bauen und testen. (Ich bekomme erst da Zugriff auf den Maschinenpark.)
Klappt das im ersten Versuch, geht das Projekt nahtlos weiter und ich werde weitere Fortschritte hier bekanntgeben.