Überlegene Vortriebsleistung und ein überlegener Gesamtwirkungsgrad fallen nicht vom Himmel.
Sie sind das Ergebnis zielgerichteter Entwicklung, der Nutzung neuester Technologien sowie kompromissloser und konsequenter Optimierung aller Komponenten des Antriebs.
Und sie sind Ergebnis der sorgfältigen Abstimmung aller Komponenten aufeinander.
Seit Gründung 2005 gibt es bei Torqeedo nur bürstenlose, elektronisch kommutierte Motoren. Bei traditionellen Elektromotoren setzt man den Rotor nach innen und platziert den Stator auf der Außenseite des Motors; die Magneten liegen auf der Innenseite des Motors, während die Spulen, die das Wechselfeld erzeugen, außen liegen. So liegt das magnetische Feld, in dem das Drehmoment erzeugt wird, typischerweise recht weit innen. Dadurch ist diese Bauweise eher drehmomentschwach.
Bei Torqeedo verwenden wir sogenannte Außenläufer. Dabei befindet sich der Stator mit den Spulen innen, und die Magneten rotieren – auf einer Art Glocke – außen um den Stator. Durch diese Konstruktion wird mehr Drehmoment generiert, da das Feld, in dem das Drehmoment entsteht, weiter außen liegt. Bis zu zwei Mal höher als in konventionellen Motorkonstruktionen. Weil auf der Außenseite mehr Platz ist als im Inneren des Motors, können bei dieser Konstruktion auch doppelt so viele Magneten im Motor verwendet werden. Das verdoppelt das Drehmoment erneut. Und: Mit dem Einsatz von Seltene-Erde-Magnete, die im Vergleich zu den üblichen Hexaferrit-Magneten die 5- bis 6-fache Feldstärke haben, generieren wir noch mehr Drehmoment. Das heißt in Summe: Torqeedo Außenborder liefern ein bis zu 20-fach höheres Drehmoment als konventionelle Elektromotoren – ein Vorteil, von dem insbesondere der Propeller profitiert.
Übrigens: Die von Torqeedo verwendeten Motorentypen werden umgangssprachlich aufgrund ihres hohen Drehmoments auch „Torque-Motoren“ genannt. Da wir 2005 die ersten waren, die diese Technik in der Bootsindustrie eingesetzt haben, haben wir unseren Unternehmensnamen daraus abgeleitet: Aus „Torque-Motoren“ und aus „Speed“.
Traditionell wird das für den Motorenlauf benötigte Wechselfeld von Elektromotoren über Schleifkontakte, so genannte Bürsten, geschaltet. Torqeedo Motoren erzeugen das Wechselfeld seit 2005 berührungslos über eine elektronische, digitale Schaltung. In das Antriebssystem integriert, schaltet sie den Stromfluss 35.000 Mal pro Sekunde durch die Spulen. Die Vorteile dieser Methode: der Vorlaufwinkel des Wechselfelds passt sich präzise an Last und Geschwindigkeit an und ist damit effizienter. Und weil es keine Bürsten gibt, gibt es auch keine Bürstenverluste. Und natürlich auch keine Wartung, nach der Bürsten immer wieder verlangen.
Mittlerweile bieten allerdings auch einige andere Hersteller elektrischer Bootsantriebe bürstenlose Motoren an. Dabei werden typischerweise Standard-Leistungselektroniken verwendet, die für eine Vielzahl von Motoren für unterschiedliche Maschinen einsetzbar sind. Bei Torqeedo Antrieben ist die Leistungselektronik immer auf unseren Antrieb maßgeschneidert – für größtmöglichen Wirkungsgrad und Leistung und für optimale Passform in den Bauraum des Antriebs.
Neben Effizienz- und Platzvorteilen erlaubt die maßgeschneiderte Leistungselektronik auch intelligente Sonderlösungen für Bootsantriebe. Bei geringer Leistung arbeiten unsere Leistungselektroniken zum Beispiel Drehzahl-gesteuert. Damit ermöglichen sie langsames, zentimetergenaues Manövrieren. In anderen Fällen steuert die Elektronik dagegen über die Stromaufnahme: z. B. um sehr leichten Booten eine höhere Endgeschwindigkeit zu verleihen. Darüber hinaus erlaubt die intelligente Steuerungslogik eine selbstständige Adaption der Motorsteuerung an die Verwendung alternativer Propeller, um anwendungsabhängig z. B. Geschwindigkeit oder Schub zu optimieren.
Da Propeller am effizientesten betrieben werden, wenn man sie mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl antreibt, werden Torqeedo Motoren stets mit einem Getriebe untersetzt.
Typischerweise kommen dabei Planetengetriebe aus dem Werkzeugbau zum Einsatz. Diese sind von höchster Qualität, werden ebenso wie unsere Motoren in Deutschland produziert und sind mit Lebensdauern von bis zu 50.000 Stunden spezifiziert.
Aus konventioneller Sicht gibt es drei wesentliche Kriterien, die effiziente Propeller auszeichnen:
Mit anderen Worten: Motoren mit hohem Drehmoment können effiziente Propeller antreiben, Motoren mit niedrigem Drehmoment nicht. Hier können unsere drehmomentstarken Motoren ihre Vorteile voll ausspielen und äußerst effiziente Propeller wirkungsvoll betreiben.
Es ist aber nicht nur ein möglichst hohes maximales Drehmoment, das einen Motor zum Antrieb effizienter Propeller befähigt. Um effiziente Propeller zu betreiben zu können, sollte ein Motor möglichst geringe Unterschiede zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt auf seiner Drehmomentkurve besitzen. Je höher die entsprechenden Unterschiede ausfallen, umso stärker muss sich das Propellerdesign am schwächsten Punkt der Drehmomentkurve orientieren – mit der Konsequenz, dass auch in den drehmomentstarken Bereichen ein ineffizienter Propeller gefahren werden muss. Da elektrische Antriebe diesbezüglich gegenüber Verbrennungsmotoren im Vorteil sind, können sie grundsätzlich effizientere Propellerkonzepte fahren. Für die auf Gesamtwirkungsgrad optimierten Torqeedo Antriebe gilt dies in besonderem Maße.
Aber konventionelle Propelleroptimierung ist nicht alles. Viele Propeller von Benzin-Außenbordern, speziell in den unteren PS-Klassen, sind sich in der Form sehr ähnlich. Torqeedo Propeller sehen anders aus. Weil sie mit denselben Methoden (und – nebenbei – auch von denselben Experten) berechnet werden, die die fortschrittlichsten Großschiffe und U-Boote mit optimalen Propellern ausstatten. Alle Propellerparameter – Durchmesser, Sehnenlänge, Steigung, Neigung, Wölbung, und Dicke – werden mit einer mehrdimensionalen Propelleroptimierungsrechnung kalkuliert. Für jedes einzelne Propellersegment, über mehrere tausend Iterationsschritte.