Fliegen mit E-Antrieb: Antriebsmotor und Leistungselektronik

In diesem Kapitel der Serie „Praxisbewährte elektrische Antriebe“ widmet sich Karsten Schröder, Referent für Technik und Umwelt im DAeC, seine Aufmerksamkeit den Hauptkomponenten der Antriebseinheit und beleuchtet auch die Leistungselektronik.

Die Antriebseinheit besteht aus:

  • dem Elektromotor
  • der Leistungselektronik
  • dem Power Switch mit dem LEM Modul (PSLM)

Alle drei Komponenten befinden sich hinter dem Cockpit. Während die Leistungselektronik mit Power Switch und dem LEM Modul (PSLM) fest im Rumpf eingebaut sind, sind E-Motor und Propeller an dem hydraulisch Ein- und Ausfahrbarem Mastsystem befestigt. Dieses wird durch die Einhebelbedienung vom Piloten aktiviert.

Das gesamte Antriebssystem wurde nach dem letzten Stand der Entwicklung konstruiert und wird laufend weiterentwickelt. Das ermöglicht ein Team aus ca. dreißig Wissenschaftlern und Ingenieuren.

Die technischen Daten des Elektromotors sind:

  • Typ:                                        DC / AC Brushless
  • Maximale Leistung:                >42 kW
  • Nominal Drehzahl:                 1700 U / min
  • Maximal Drehzahl:                 1800 U /min
  • Maximales Drehmoment:      216 Nm
  • Masse:                                   29,12 kg
  • Arbeitsspannung:                   202…300 V
  • Wirkungsgrad:                        93,2 %
  • TBM / TBO:                            200 / 900 h

Verantwortlich für den sicheren und störungsfreien Betrieb des Elektromotors ist die vorgeschaltete Leistungselektronik mit dem Power Switch und dem LEM Modul (PSLM).

Die vorgeschaltete Leistungselektronik übernimmt folgende Aufgaben:

  • Ladesteuerung der Kondensatoren
  • Ansteuerung des Vakuumschalters zwischen der Antriebsbatterie und Leistungselektronik zur Inbetriebnahme und auch zur Notabschaltung
  • Messung des Eingangsstroms
  • Ausgabe der Messungen über CAN Bus

Ein abschließender Blick auf den Gesamtwirkungsgrad des Propeller-Antriebssystem zeigt, dass dieser im Vergleich mit einem Propeller-Verbrennungsmotor-Antriebssystem nahezu höhenunabhängig ist.

Von den Antriebskomponenten ist nur der Wirkungsgrad des Propellers von der Druckhöhe abhängig. Der Propellerwirkungsgrad reduziert sich je 1000 Meter Druckhöhe um ein Prozent.