Lehner 4125/4140

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Schade, bis vor Kurzen verlief alles positiv, nur jetzt, geht's wieder mal an die Hose.
Ansage: Macht Eure persönlichen Animositäten unter Euch aus, gerne per PN, Email ... WhatsApp oder sonst was!

Hier bleibt ihr ab jetzt beim Thema, wenn nicht, fahre ich die volle "Klatsche" aus!
 
Jawoll.

Der besagte LMT 4140-13 500/V geht jetzt für Teillastvergleichsmessungen zu einem anderen Motorenbastler. Evtl. wird der hier über seine Ergebnisse berichten.

Das Chimärenprojekt liegt auf Eis, bis das gute Stück wieder da ist.
 
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Für einen möglichst fairen Vergleich wurde zwischenzeitlich ein HK 4540 (ziemlich gleiches Gewicht und gleiche Baulänge) extra mit einer einfach von jedem Bastler zu reproduzierenden 1,6YY Wicklung mit ebenfalls ca. 500/V versehen. Wie man sieht, ist da noch jede Menge Luft im Stator im Vergleich zu unseren üblichen Wettbewerbswicklungen. Das geringe Mehrgewicht des Motors resultiert zuvorderst aus dem Einsatz einer unter allen Einsatzbedingungen (Abfangbogen im Speedflug; hartes Heli-3D) betriebssicheren 10mm Stahlwelle.
 

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Wie angekündigt, hier der Wirkungsgrad Vergleichstest mit dem 4140/13, vielen Dank an Ralph für die Testlinge.
Weil der 4140 nach den neuesten Erkenntnissen und mit hohem Aufwand zur Teillastoptimierung durch geblechten Rückschluss und segmentierten Magneten gebaut wurde, hat mich schon immer interessiert was das in der Praxis bringt, nur wie messen ohne Prüfstand?

Dazu habe ich mir folgende simple Methode überlegt, man nehme einen Vergleichsmotor ähnlichen Gewichts und spezifischer Drehzahl und misst an einem Prop mit identischer Drehzahl die benötigte Eingangsleistung bei Teillast und Volllast, somit erhält man 4 verschiedene Eingangsleistungen für immer die selbe Ausgangsleistung.

Vorbetrachtung und Messumgebung :
Als Vergleichsmotor wurde ein alter HK4540 ausgewählt, im ersten Moment erscheint das unfair aber das entscheidende Kriterium ist nun mal das Gewicht, den Anwender interessiert es meist nicht was da für Abmessungen werkeln.
Der 4540 wiegt zwar 3,9% mehr aber ein 4535 wäre wieder 7% zu leicht, man kommt also am dichtesten ran und warum soll Leichtbau bestraft werden, zumal der 4540 die in dieser Größenklasse benötigte 10mm Vollstahlwelle besitzt.

Außerdem ist es kein Bastlermotor, sondern jeder kann ihn sogar mit einer 4+4x1,7YY Wicklung bei WOH erwerben, es wurde aber bewusst nur eine 4+4x1,6YY ausgewählt damit der 4540 ähnlich wie der 4140 unter Kupfermangel leidet und es ein fairer Vergleich ist.
Beide Motoren erreichen so nicht die nötigen 15-20% Kupferanteil, der sich als Voraussetzung für hohe Wirkungsgrade erwiesen hat.

Als Regler dient ein YGE Opto135 ohne Gehäuse, der 12s mit 190A ermöglicht und vor allem die PWM ausgibt, die mit einem S32 aufgezeichnet wird, eingestellt wurde 18° Fixtiming und die Grundeinstellung von 32kHz PWM Frequenz wurde so belassen.
Da der Stromshunt im YGE zwischen Elkos und Endstufe sitzt, sind die Stromwerte nicht immer genau, daher wurde zusätzlich ein Unilog2 eingesetzt der natürlich auch die Reglerverluste mit misst.

Für die Teillast wurde 86% PWM gewählt, ein Wert den man häufig beim Heli nach der Hälfte des Fluges in der oberen Drehzahl vorfindet.
Dazu wurde die Gaskurve so verändert das an 12s nur soviel Gas ausgegeben wird das maximal 86% PWM erreicht werden, während die 100% PWM Messung an 10s statt fand.

Als Prop wurde ein APC 14x8,5E ausgewählt weil das Steigungs- Durchmesser Verhältnis unter 65% liegt und somit keine Strömungsabrisse drohen, was die Leistungsaufnahme ungleichmäßig beeinflussen würde.
Leider sind noch Welligkeiten durch Raumluftwirbel vorhanden, man sollte daher die Messwerte nicht im Tal oder Berg abnehmen, trotzdem sind Messfehler von 0,5% möglich.

Auswertung :
Die Messwerte sind dem Zettel zu entnehmen, wie man sieht ist die spezifische Drehzahl ähnlich.
Bei der 100% PWM Messung fällt auf das der 4140 an diesem Arbeitspunkt nur ein n/n0 Verhältnis von 74,2% hat und somit eine schlechte Drehzahlsteife, etwas was ja bei Helipiloten nicht so gern gesehen wird.
Es sollte sich inzwischen auch rum gesprochen haben, das laut Schenks Motorregel der Wirkungsgrad an einem Arbeitspunkt nicht besser sein kann als das n/n0 Verhältnis an diesem.

Also wurde als günstigster Wert Eta mit 74% angenommen woraus eine Wellenleistung von 4827W resultiert, über die sich dann ein Eta von 78,7% für den 4540 ergibt.
Für die Teillast bei 86% PWM benötigt der 4140 eine Mehrleistung von 4% und der 4540 von 4,9%, somit ergibt sich für den 4140 ein Teillast Eta von 71% und für den 4540 von 75%.
Man sieht also das der 4140 das schlechtere Volllast Eta nicht mehr durch die niedrigere Teillast Mehrleistung aufholen kann, ist eigentlich auch logisch da ein gutes Volllast Eta quasi das Fundament für einen gutes Teillast Eta darstellt.

Aber auch absolut gesehen erscheint mir der Aufwand zur Teillastoptimierung in keinem Verhältnis zum Nutzen von nur 0,9% geringerer Teillast Mehrleistung zu stehen.
Auch ist laut Datenblatt ein Eta von 91% bei 10kW und 35000U also 67V und 150A völlig aus der Luft gegriffen, wie man sowas bezeichnet bleibt jedem selbst überlassen.

Erwähnen sollte man noch das der Kupferfüllgrad vom 4540 noch um bis zu 50% gesteigert werden kann, woraus eine Erhöhung der Drehzahlsteife und des Wirkungsgrades von 4-5% resultiert, sonst würde ich mir auch nicht die Mühe machen bei meinen Motoren so viel Kupfer wie möglich unter zubringen, bei Hochlastanwendung sind ja über 90% Kupferverluste.
Dieses Tuning Potential besitzt der 4140 konstruktionsbedingt leider nicht, und gerade er hätte es bitter nötig.

Fazit :
Es ist enttäuschend das bei diesem betriebenen Aufwand kein greifbarer Nutzen entsteht, zumal ja von DEM Experten dieser Motor als das Nonplusultra bezeichnet wurde, vielleicht sollte man mal wieder zum Messen zurück kehren als nur zu simulieren und hoch zu rechnen.
Da muss ich leider sagen, wenn so Weiterentwicklung aussieht, dann bleibe ich lieber beim Status quo, schade für Lehner.
VG Thomas Schmidt
 

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Hallo Thomas!

Ich habe mal eine Frage zum Verständnis des Testaufbaus..
Wie hast du denn bei allen Messungen mit dem selben Prop die selbe Drehzahl hinbekommen ? - und das bei verschiedenen Regleröffnungen ?

(P.S.: Wenn man die aktive fläche beider Statoren hernimmt sieht man, dass der 4540 20% mehr Mantelfläche hat als der 4140, das relativiert es etwas - Mir zeigt das, dass der Lehner schwer ist, das Magnetsystem an sich aber Leistungsfähig ist. Interessant auch die geringe differenz zwischen Drehzahlquotient und Eta ggü dem Scorpion.

Schade, dass auch nur ein PWM-Punkt gemessen wurde, 50% und 20% wären noch interessant - selbst dem DC gönnt man ja eigentlich so drei bis vier Messungen)
 
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Es gibt genau 4 Messungen mit 2 Regleröffnungen, 2 mal mit 100% PWM und 2mal mit 86% PWM, was ich mit der Gaskurve erklärt habe.
Ansonsten richtet sich die Drehzahl nach der Spannung, schau doch einfach mal die Logs an, ich verstehe deine Frage eigentlich gar nicht.

Falls du die Beschreibung gelesen hast, es stand nur ein 12s Regler zur Verfügung, für deine 20% und 50% PWM hätte man mindestens einen 20s Regler benötigt, ich dachte eigentlich das du dich halbwegs mit der Materie auskennst.

Aber du kannst mir glauben, das hätte dieses Trauerspiel auch nicht besser gemacht, schon beim schlechten Volllast Eta war mir die Lust vergangen, das holt der 4140 bei keiner Teillast auf, er ist es einfach nicht Wert noch mehr Zeit mit ihm zu verplempern, du kannst aber gerne ran.
 
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Na, wenn man die 100% PWM mit 4 oder 6s macht und den Motor entsprechend Propt, dann kann man ja mit den höheren Spannungen niedrigere PWM Öffnungen darstellen..
Für mich wär zum messen ein 5-Winder 4125 interessant...
 
Zuletzt bearbeitet:
(P.S.: Wenn man die aktive fläche beider Statoren hernimmt sieht man, dass der 4540 20% mehr Mantelfläche hat als der 4140, das relativiert es etwas - Mir zeigt das, dass der Lehner schwer ist, das Magnetsystem an sich aber Leistungsfähig ist. Interessant auch die geringe differenz zwischen Drehzahlquotient und Eta ggü dem Scorpion.

Ich habe mal meine Datensammlung bemüht hinsichtlich Mantelfläche.
Mein Tool rechnet für den 4540 nur 10% mehr Statormantelfläche aus, als für den 4140. der 4530 hat sogar nur 82% vom LMT 4140.
Mit den Magnetflächen sieht es wegen der 100% Abdeckung des LMT sogar so aus, dass der HK 4540 weniger wirksame Magnetfläche hat.
Aber vielleicht sind ja die Formeln im Tool falsch oder falsch verwendet.

Warum wurde der 4530 mit einbezogen?
Mit einem 4530 erreicht man lt. DC die gleichen Daten, wie mit diesem extra schwachbrüstigen 4540.
Dabei ist der gut 200g leichter, als der 4540 und 170g leichter als der 4140.

Mit nem 4235er geht es noch besser.
Beim HK 4235 ist der Aussendurchmesser durch den einfacheren Glockenaufbau mit 51mm genauso klein, wie beim 4140LMT.
Er wiegt 550g, der Stator hat 10% weniger Mantelfläche und das Magnetsyste hat nur 77% wirksame Fläche.
Mit einer 5+5 YY ´Wicklung hat er ebenfalls 500/V.
Auch die Bewicklung dieser Motoren ist kein Voodoo.

Es ist am Ende offenbar so, wie Thomas schon gesagt hat: trotz der Spulenverpressung leiden die Motoren unter Kupfermangel, was bei höheren Windungszahlen und hohen Lasten zu besonders deutlichen Auswirkungen führt.
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Danke Thomas, für die viele Arbeit die Du da investiert hast!
Das Ergebnis ist zwar keine Diplom- oder gar Doktorarbeit, aber es zeigt deutlich eine Richtung an!

Der am LMT getriebene Aufwand ist in Teillast eindeutig wirksam, führt aber auch da nicht zu extrem überlegenen Motordaten, wie in diesem Thread mehrfach behauptet wurde.

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Hier haben wir Datenblätter vorgeführt bekommen, die gar keine sind, sondern nur "ein grober Anhalt".
Es wurde nicht mal die einfachste Plausibilitätsprobe (n / n0) durchgeführt, bevor der alles bisherige in den Schatten stellende "Durchbruch" öffentlich verkündet wurde.
Ein wissenschaftlichen Anforderungen gerecht werdendes "Paper" zu dieser bahnbrechenden Motorauslegung hat bisher auch noch niemand veröffentlicht. (oder ich habe es bisher nicht gefunden).
In Fachkreisen (jedenfalls soweit, wie meine Kontakte da reichen) wurde diese Weiterentwicklung bisher auch nicht zur Diskussion gestellt.
In der Wissenschaft ist es normalerweise so, dass derjenige, der eine Behauptung aufgestellt hat, diese auch beweisen muss.
Es ist absolut nicht so, dass ihm die Zweifler das Gegenteil beweisen müssen.

Man sollte nun besser auf diese Beweise warten und sich nicht am Gegenbeweis abarbeiten - dafür ist die Zeit und der Aufwand eigentlich zu schade.
 

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SdN

User
Schade, dass auch nur ein PWM-Punkt gemessen wurde, 50% und 20% wären noch interessant - selbst dem DC gönnt man ja eigentlich so drei bis vier Messungen)

Na, wenn man die 100% PWM mit 4 oder 6s macht und den Motor entsprechend Propt, dann kann man ja mit den höheren Spannungen niedrigere PWM Öffnungen darstellen..
Für mich wär zum messen ein 5-Winder 4125 interessant...
Na dann, wir warten gespannt auf die Daten, die Du hier dann postest.
Selber messen macht schlau, nicht die Arbeit anderer kleinreden.
 
Hast ja recht :)
Problem ist nur, dass ich für den Motor keine Anwendung habe, da für meine Modelle zu Groß, sonst hätt ich schon einen.
Und Arbeit kleinreden -
Bei Lehner wurde der Motor sicher nur zusammengeklatscht ohne jede Messung und nichts weiter entwickelt.
Da dann einen einzigen PWM Meßpunkt als Gegenargument zu erzeugen ist me. ein bisschen so gemessen, dass auch das rauskommt was man will.
Wenn man nicht nur auf ärger aus ist sondern auf weiterentwicklung, z.B. wenn Thomas schreibt, Kupferverluste und amperewindungen sind das Problem, wäre ja zu schauen, wie bei dem Stator die Kurve zwischen PWM Öffnung und Wirkungsgrad aussieht -
Vielleicht gibt es mit einem so aufgebautem Motor die Möglichkeit, die Windungszahl so weit zu senken, dass die verringerten Kupferverluste die Schaltverluste etc durchs drosseln wieder ausgleichen, dann könnte man so das Amperewindungsproblem auch mit lösen.
Der ganze konflikt geht auf persönliche probleme zwischen Ralph und Christian zurück, und das ist sehr schade.

Dann seid konsequent und fliegt nur innenläufer ohne Phosphorsäuregeätzte Bleche und ohne die Umgedrehte Luftführung.
Alles sachen, die Christian vorgeschlagen hat.
Kann ja deshalb nicht funktionieren...

Mir ist der Streit an sich egal, finde nur schade, was da an Potential vergeudet wird..
 
Ich sehe das so: wenn Du an den Messpunkten interessiert bist, brauchst Du sicher nur zu fragen und der Motor wird Dir zugeschickt. Du musst ihn ja nicht kaufen...
Zu den Zankereien sag ich mal jetzt bewusst nichts; ich kenne die Hintergründe, das reicht mir zur Meinungsbildung. Aber das:
Dann seid konsequent und fliegt nur innenläufer ohne Phosphorsäuregeätzte Bleche und ohne die Umgedrehte Luftführung.
Alles sachen, die Christian vorgeschlagen hat.
Kann ja deshalb nicht funktionieren...
... ist Blödsinn. Das gab es alles schon vor Christian, bzw. ist auch ohne seinen Einfluss kein Hexenwerk. Die Luftführungen von ihm sind z.B. teilweise ebenso abenteuerlich wie seine Ideen zur Flüssigkühlung.
...finde nur schade, was da an Potential vergeudet wird..
DER Drops ist eh gelutscht, die Szene ist zerbrochen, die allermeisten haben aufgehört.

Gruß, Rene
 
Mein Tool rechnet für den 4540 nur 10% mehr Statormantelfläche aus, als für den 4140. der 4530 hat sogar nur 82% vom LMT 4140.
Mit den Magnetflächen sieht es wegen der 100% Abdeckung des LMT sogar so aus, dass der HK 4540 weniger wirksame Magnetfläche hat.
Hallo Ralph !
Ja habe mich verrechnet, war wohl etwas spät gestern. Unterschied in der Mantelfläche sind ca. 11%
Zur Abdeckung : Da die innenkontur vom Lehner ja Dodekaederförmig ist, würde ich da auch nicht von 100% im klassischen Sinne ausgehen. Die erreicht man ja nur mit Segmentmagneten.

@Kuni

DER Drops ist eh gelutscht, die Szene ist zerbrochen, die allermeisten haben aufgehört.
Ja, und das soll nu so bleiben, oder was ?
 
Dann seid konsequent und fliegt nur innenläufer ohne Phosphorsäuregeätzte Bleche und ohne die Umgedrehte Luftführung.
Alles sachen, die Christian vorgeschlagen hat.
Kann ja deshalb nicht funktionieren...

Und Du machst kräftig mit.
Gibst CL's Behauptungen einfach ungeprüft wieder, wie von Anfang an mit meiner Forensperre.

CL hat die Phosphorsäure niemals vorgeschlagen, sondern Eisen-3-chlorid.
Phosphorsäure wird in der Industrie schon seit sehr sehr vielen Jahren verwendet.
Inzwischen dürfte doch klar sein, dass auch ich meine Industrie und Forschungskontakte habe - nur halt an anderer Stelle als CL.

CL hat eine abenteuerliche Luftführung mitten durch den Motor mit Dünnringlagerung der Glocke vorgeschlagen.
Tolle idee für 15.000 -20.000rpm.
Die Buntstiftzeichnung ist Legende. wie's im rumpf dahinter weitergehen soll, hat er mal eben ausgeblendet.
So, wie wir das machen, hat das mit CL ganz und garnichts zu tun.

Aber vielleicht geht auch Dir irgendwann mal auf, dass er alles sinnvolle assimiliert und als seine Idee verkauft und alles was nicht so pralle ist, nichts mit ihm zu tun hat. War schon früher so, jetzt wieder.

Ist Dir wenigstens aufgefallen, dass er auf einmal mit allem , was bei diesem Motor nicht optimal ist, nichts mehr zu tun hat?
Das der 70ziger nicht auf der Website ist , liegt auch nicht an mir , es ist nicht meine Firma , die gehört mittlerweile dem Sohn, mit dem ich nicht mehr soviel zu tun habe. Das die Prüfstände nicht benutzt werden liegt auch nicht an mir .

Für die Motorauslegung ist ATE verantwortlich nicht ich , habe ja geschrieben das ich 14 Pole mit Flußleitsystem gemacht hätte.

Das Wundertool stammt auch nicht von mir , die Datenblätter habe ich von Lehner direkt erhalten . .... Ich habe den Angaben vertraut , habe auch geschrieben von wo die Daten herkommen.
Da in der Vergangenheit alles gepasst hat habe ich das auch nicht hinterfragt , hatte aber damals auch noch keinen Motor der neuen Serie.

Und sein völlig neues Halbachsystem ist auch nicht eingeflossen.

Aber wenigstens gibst Du zu, wenn Du Dich mal verrechnet hast.
Ja, das passiert uns allen mal.
Das ehrt Dich in meinen Augen.
Und es unterscheidet Dich wohltuend von CL, der dann bis aufs Messer streitet, bevor er es zugibt (innenwiderstands streit mit Erdt auf ca. Seite 5 dieses Threads.
 
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Ja, und das soll nu so bleiben, oder was ?
Muss ja nicht, aber die von damals holst Du nicht zurück.
Ansonsten sollte man sich mal überlegen, ob man Themen (zB. Messwerte), zu denen man eigentlich keine öffentliche Diskussion will in ein öffentliches Diskussionsforum stellen sollte.
Es gibt doch eine angeregte Diskussion, nur scheint sie Dir nicht ins Schema zu passen. Es ist zu dem Motor alles gesagt worden, was diejenigen, die ihn in der Hand hatten, ermessen (im wahren Wortsinn) können. Wenn Du meinst Du kannst/willst mehr herausfinden, dann mach das doch einfach.

Schau Dir doch bitte mal vorurteilsfrei die Historie an: dieser Motor wurde als der totale Überflieger und Scorpionkiller beworben, und zwar nicht den Bootsfahrern oder Helipiloten (das wurde erst später hinzugefügt als klar wurde dass er nicht hält was er verspricht), sondern den Speedfliegern. Dass die ihn sich dann genau zur Brust nehmen ist doch wohl klar, oder?
Trotzdem kommen wieder Vorwürfe, es sei alles gezinkt und vorgeprägt durch die Einstellung zu CL. Wie soll das bitteschön sein, wenn man hier Messreihen veröffentlicht? Nur weil diese die Vermutungen bestätigen statt zu widerlegen? Diesen Fakt (Messungen widerlegen CL) hat es in der Vergangenheit nur zu oft gegeben...
Und ja, ich weiß jetzt schon: gleich bin ich wieder dran :cool:

Gruß, Rene
 

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noch so ein netter Versuch.
Warum sollen wir Dir was erklären, wo Du doch alles besser weist?

Vom LMT 4140 -13 ist das jedenfalls nicht.
Also versuchst Du in bewährter Weise vom Thema abzulenken und einen neuen Nebenkriegsschauplatz zu eröffnen.
Und das, obwohl Du doch gar keine Zeit hast und wir gar keine Ahnung von nichts haben.

ich antworte Dir mal mit deinen eigenen Worten: (https://www.flyinggiants.com/forums/showpost.php?p=3258757&postcount=1963):

"what a ridiculous show. It doesn't say anything about the measurement conditions, the equipment, the settings of the controllers and which controllers and , and , and ..... . Exactly what I expected."
 
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Die Graphiken zeigen eben das Ihr mit sehr einfachen Modellen rechnet die mit Elektronisch Komutierten Motoren nicht mehr gerecht werden .
Es braucht wenn man misst den Prüfstand und andere Modelle. PC ist das eben nicht .

Erkläre doch mal anhand der Graphiken no zu n last , das Stimmt nicht mehr. Sorry, geht gerade so beim Asynchron Motor. Den erklärt Euch der Gerd Giese.

Happy Amps Christian
 
Die Realität (das sind bis dato die von Dir präsentierten "Datenblätter" und zweidimensionaler Wirkungsgradkurven) zeigt,
dass bisher offenbar solche Mehrquadranten-Kennfeldmessungen am LMT noch nicht durchgeführt wurden.
Somit ist Dein Geschreibsel vorerst völlig irrelevant.

Die alten Kurven sind spätestens dann völlig obsolet, wenn man mit mehrdimensionalen Kennfeldern arbeitet.
(Vergiss nicht, meine Frau ist diplomierte Mathematikerin. hat also tatsächlich einen relevanten Abschluss für sowas.)
Dass eine Elektronik, die mit sowas umgeht auch noch ein bissel mehr rausholen kann, ist völlig klar.
Die hat aber bisher kein Modellbauer. Dann muss nämlich die Steuerung genau an jede Motorauslegung direkt angepasst werden.

Am einfachen Modellbausteller reicht die Betrachtung ala DC voll aus und wird der Einsatzpraxis im Modellbau hinreichend gerecht.
Wenn die Drehzahl an einer bestimmten Last um einen bestimmten Prozentsatz einbricht, dann reicht das Drehmoment nicht mehr für mehr eine höhere Drehzahl an der Last.

Da korrigiert auch das schönste Kennfeld die Kurve nicht mehr um >10% nach oben.
Da kannst Du rumschwurbeln, wie immer Du magst.

Wo ist denn nun das "paper" zu dieser speziellen sensationellen Motorauslegung? Sonst hast Du doch immer einen link zu sowas parat bzw. schreist danach?
Warum diskutierst Du sowas nicht mit deinen Experten, sondern lieber mit Bastlern im Hobbyforum?
Damit wäre wahrscheinlich allen gedient: Du hättest adäquate Diskussionspartner und wir könnten ungestört vor uns hin basteln und keinen würde stören, wie schlecht das ist, was wir so zusammenbringen!

Ich denke, hier kommen wir in der Sache nicht mehr weiter und klinke mich bis zum Vorliegen neuer, harter und relevanter Daten aus.
 
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