Elektromotor verkabeln: Kabelquerschnitt, Automat, Stecker

Die Verkabelung eines Elektromotors besteht aus drei Entscheidungen: wie dick das Kabel für seine Länge sein muss, welcher Sicherungsautomat es schützt und wo dieser sitzt, und ob ein Stecker dazwischenkommt. Für jede gibt es eine veröffentlichte Antwort des Motorherstellers und, für den Sicherungsautomaten, aus den US-Bundesvorschriften für Boote. Diese Seite bringt diese Antworten an einen Ort und zeigt die Rechnung dahinter. Querschnitte sind in AWG angegeben, wie in den Herstellertabellen, mit der metrischen Entsprechung in Klammern: 10 AWG ca. 5,3 mm², 8 AWG ca. 8,4 mm², 6 AWG ca. 13,3 mm², 4 AWG ca. 21,2 mm², 2 AWG ca. 33,6 mm², 1 AWG ca. 42,4 mm².

Verkabelung verändert das Bordnetz eines Boots. Minn Kota empfiehlt, die ABYC-Standards zu befolgen und die Arbeit von einer qualifizierten Bootselektrik-Fachkraft ausführen zu lassen, und bei Leitungslängen über 7,6 m (25 ft) eine solche hinzuzuziehen. Nutzen Sie diese Seite als Spezifikation, an der Sie eine Arbeit prüfen, und folgen Sie dem Handbuch Ihres Motors.

Welchen Kabelquerschnitt braucht ein Elektromotor?

Der Querschnitt hängt von zwei Dingen ab: der Schubklasse des Motors und der „Verlängerungslänge“, die Minn Kota als Abstand von den Batterien bis zu den Anschlussleitungen des Motors definiert. Minn Kota veröffentlicht zwei Versionen seiner Tabelle. Das gedruckte Blatt „Battery & Wiring Installation“ (Rev. 8.17.2021) erlaubt 5 % Spannungsfall bei voller Leistung; der heutige Leitfaden auf der Website und die QUEST-Handbücher erlauben nur 3 % und verlangen deshalb bei längeren Leitungen dickeres Kabel.

AWG-Größen als „Blatt 2021 / aktueller Leitfaden“. QUEST-Zeilen aus dem Handbuch des Riptide Terrova QUEST (Basis 3 %). Beide Tabellen setzen höchstens zwei gebündelte Leiter und eine für 105 °C ausgelegte Isolierung voraus. Minn Kotas aktueller Leitfaden sagt, dass der 30-lb-Motor als mobiler Motor optimiert ist und seine Anschlussleitungen nicht verlängert werden sollen.

Wenn die beiden Tabellen sich widersprechen, ist das dickere Kabel die sicherere Wahl: Es kostet und wiegt mehr, bringt aber mehr Spannung zum Motor. Unser System-Planer (US-Einheiten) schlägt in der Tabelle von 2021 nach und gibt den berechneten Spannungsfall aus, sodass Sie sehen, wann eine Leitung über 3 % liegt.

Warum brauchen längere Leitungen dickeres Kabel?

Weil der Querschnitt vom Spannungsfall bestimmt wird, nicht davon, wie viel Strom das Kabel sicher tragen kann. Die US-Vorschrift 33 CFR 183.425 (Tabelle 5) erlaubt einem Leiter mit 105-°C-Isolierung 60 A bei 10 AWG, 80 A bei 8 AWG, 120 A bei 6 AWG, 160 A bei 4 AWG und 210 A bei 2 AWG. Jeder Querschnitt in der Tabelle oben kann einen Elektromotor mit 50 bis 60 A ohne Überhitzung versorgen.

Was das dünnere Kabel verliert, ist Spannung. Der Spannungsfall ist Strom mal Widerstand der gesamten Schleife, hin und zurück, eine Leitung von 4,6 m (15 ft) bedeutet also 9,1 m (30 ft) Kupfer. Für einen 55-lb-Motor mit 12 V bei seiner maximalen Stromaufnahme von 50 A über 4,6 m:

Deshalb akzeptiert das Blatt von 2021 (Grenze 5 %) bei 4,6 m noch 4 AWG, und der aktuelle Leitfaden (Grenze 3 %) geht auf 2 AWG. Derselbe Strom ist an einer 24-V- oder 36-V-Bank ein kleinerer Anteil der Versorgung, und das ist ein Grund, warum große Motoren mit höherer Spannung laufen; siehe Elektromotor mit 12, 24 oder 36 Volt.

Welchen Sicherungsautomaten braucht ein Elektromotor?

50 oder 60 Ampere für jede Schubklasse von Minn Kota über 30 lb, passend zum Motor in der Tabelle oben. Minn Kotas Blatt nennt einen Sicherungsautomaten oder eine Sicherung verpflichtend: Nach den Anforderungen der US-Küstenwache muss jeder nicht geerdete, stromführende Leiter durch einen von Hand rückstellbaren, freiauslösenden Sicherungsautomaten oder eine Sicherung geschützt sein.

Minn Kotas eigenes 60-A-Teil ist der MKR-27 (Teil 1865115); ältere Handbücher nennen den MKR-19. Der MKR-27 ist ein von Hand rückstellbarer Sicherungsautomat mit Prüftaste zum Auslösen, nach IP67 für Süß- oder Salzwasser ausgelegt, konform mit dem Zündschutz der US-Küstenwache (33 CFR 183.410), mit Edelstahlbolzen 1/4-28 und ausgelegt für Motoren mit 12, 24, 36 und 48 V Gleichspannung.

Wo muss der Sicherungsautomat sitzen?

Am batterieseitigen Ende des Pluskabels. 33 CFR 183.455 legt drei Positionen in dieser Rangfolge fest:

1. An der Stromquelle (der Batterie) für jeden Stromkreis.
2. Innerhalb von 18 cm (7 Zoll) von der Quelle, entlang des Leiters gemessen, wenn die Montage an der Quelle praktisch nicht möglich ist.
3. Innerhalb von 102 cm (40 Zoll) von der Quelle, wenn 18 cm nicht praktikabel sind, aber nur, wenn das Kabel auf der ganzen Strecke in einer Ummantelung oder Einhausung liegt, etwa einem Verteilerkasten oder geschlossenen Schaltfeld.

Dieselbe Vorschrift legt die Grenzen des Automaten fest. Bei Stromkreisen unter 50 V darf sein Nennstrom 150 % der Strombelastbarkeit des geschützten Kabels nach Tabelle 5 nicht überschreiten, und seine Nennspannung darf nicht unter der Spannung des Stromkreises liegen. Ein 60-A-Automat, der nur für 12 V Gleichspannung ausgelegt ist, gehört nicht an eine 36-V-Bank.

Welchen Stecker sollten Sie für den Elektromotor nutzen?

Jeden Stecker mit Decksteckdose, dessen Nennstrom über Ihrem Sicherungsautomaten liegt, der Ihren Kabelquerschnitt aufnimmt und für die Spannung Ihrer Bank ausgelegt ist. Ein Stecker ist optional: Minn Kotas Schaltpläne für 12, 24, 36 und 48 V kennzeichnen den Elektromotorstecker (MKR-28, Teil 1865120) alle als optional.

Ein Stecker lohnt sich, wenn Sie den Motor zur Lagerung oder zum Diebstahlschutz abnehmen oder sauber vom Strom trennen wollen, was Minn Kota immer dann empfiehlt, wenn der Motor nicht benutzt wird oder die Batterien laden. Minn Kotas Schnellkupplung MKR-20 nutzt Lötkontakte, die mit einem Propanbrenner erhitzt werden, planen Sie die Arbeit also vor dem Kauf.

Prüfpunkte vor dem Kauf:

• Nennstrom über dem Sicherungsautomaten, damit der Automat und nicht der Stecker das schwächste Glied ist.
• Hülsengröße passend zum Querschnitt. Ein Stecker für 8 AWG nimmt kein Kabel mit 4 AWG auf.
• Polarität. Minn Kotas Handbücher verlangen, beim Einbau eines Steckers an der Anschlussleitung auf die richtige Polarität zu achten.
• Eine abgedichtete Steckdose mit Deckel an einer Stelle, an der Wasser abläuft, denn die Kontakte erhöhen den Widerstand, wenn sie korrodieren.

In welcher Reihenfolge wird verkabelt?

Batterie-Plus an den Sicherungsautomaten, Automat an das Pluskabel, Kabel an die Steckdose oder Motorleitung; Minus direkt von der Batterie zur Minusleitung des Motors. Minn Kotas Schaltpläne nutzen Rot für Plus und Schwarz für Minus. In dieser Reihenfolge ist der Stromkreis vom ersten Anschluss an geschützt:

1. Messen Sie den Kabelweg von den Batterien zu den Motorleitungen und lesen Sie den Querschnitt aus der Tabelle ab.
2. Montieren Sie den Sicherungsautomaten an der Batterie, innerhalb der Grenzen von 18 cm oder 102 cm oben.
3. Verlegen Sie beide Leiter gemeinsam, befestigt und geschützt, wo sie durch Schotten führen.
4. Bauen Sie die Steckdose am Bug ein, falls Sie eine nutzen, und achten Sie auf die Polarität.
5. Schließen Sie die Batterien zuletzt an, mit ausgelöstem Automaten und ausgeschaltetem Motor.

Bei 24 V und 36 V kommen zuerst die Reihenbrücken zwischen den Batterien; die Schritte stehen unter Elektromotor mit 12, 24 oder 36 Volt. Minn Kotas Blatt warnt, dass falsche Verkabelung von 24-, 36- und 48-V-Systemen eine Batterieexplosion verursachen kann.

Sollte das Echolot den Stromkreis des Elektromotors mitnutzen?

Nein. Geben Sie dem Echolot einen eigenen abgesicherten Stromkreis und versorgen Sie es über die Starterbatterie oder eine separate kleine Batterie. Minn Kotas Handbücher führen Störungen am Echolot als bekanntes Problem auf und empfehlen, den Elektromotor aus einer eigenen Versorgungsbatterie und das Echolot aus der Starterbatterie zu betreiben.

An einer 24-V- oder 36-V-Bank entlädt das Abgreifen von 12 V für ein Echolot an einer einzelnen Batterie diese außerdem schneller als die anderen. Optionen für Stromversorgung und Montage stehen unter Echolot für kleine Boote, die Batterieseite unter Batterieauslegung für den Elektromotor. Für ein Echolot mit Beleuchtung und Pumpen zeigt der Ratgeber zu Schalterpanel und Sicherungsblock im Boot, wie Sicherungsblock und Schalterpanel aufgeteilt werden.

Was sind die häufigsten Fehler bei der Verkabelung eines Elektromotors?

Zu dünnes Kabel bei einer langen Leitung zum Bug, ein Sicherungsautomat am falschen Kabelende und lose oder korrodierte Verbindungen.

• Den Querschnitt für 1,5 m bei einer Leitung von 6,1 m nutzen. Der Motor läuft, aber der Spannungsfall raubt ihm bei hoher Leistung Kraft, genau dann, wenn Sie sie brauchen.
• Sicherungsautomat am Bug. Er schützt den Motor, aber nicht die 4,6 m Kabel dahinter, und genau dieser Teil kann am Rumpf kurzschließen.
• Ein Sicherungsautomat, dessen Nennspannung unter der Bankspannung liegt, an einem 24-V- oder 36-V-System.
• Verbraucher an der falschen Batterie. Minn Kotas Riptide-Handbuch warnt, dass ein Batteriewahlschalter oder ein Starthilfesystem an der High-Side-Batterie einer Reihenschaltung erhebliche Schäden verursachen kann; nur die Low-Side-Batterie darf damit verbunden werden.
• Lose Pole. Minn Kota nennt schlechte Batterieverbindungen unter den häufigsten Ursachen für Probleme mit dem Elektromotor. Wenn der Motor bereits aussetzt oder schwach läuft, stehen die Prüfungen Schritt für Schritt in der Fehlersuche am Elektromotor.

Die Ladeleitungen bringen einen zweiten Kabelsatz an die Batterien; der Ratgeber zu Bootsbatterie-Ladegeräten behandelt die Aufteilung der Ausgänge.

Für wen ist dieser Ratgeber nicht gedacht?

Dieser Ratgeber behandelt Gleichstromkreise von Elektromotoren auf kleinen Angelbooten nach US-Vorschriften. Er ist keine Anleitung für Landstrom, Wechselrichter oder Bordnetzverkabelung, und er ersetzt weder das Handbuch Ihres Motors noch eine Bootselektrik-Fachkraft bei Leitungen über 7,6 m (25 ft). Die Verweise auf 33 CFR 183 sind US-Bundesvorschriften für Boote; andere Länder setzen eigene Normen, prüfen Sie deshalb die Vorgaben Ihrer nationalen Schifffahrtsbehörde. Welchen Motor Sie überhaupt verkabeln, klärt zuerst der Vergleich Bugmotor oder Heckmotor.