Lehner 4125/4140

[erdt]

"Alle Wirkungsgradangaben (ŋ) enthalten Verluste von Motor und Controller. Der Gesamtwirkungsgrad 91%
enthält einen Controllerverlust von ca. 1 - 2%, dies entspricht einem Motorwirkungsgrad von ca. 92 - 93% "

Quelle:

http://www.lehner-motoren.de/doc/man_torqstar_series_de_07_2021.pdf

@Gerd,

gib doch einfach mal die Datengruppen aus dem Datenblatt von Christian zum 4140-10 in den DC ein.
Und dann trag mal die Wirkungsgraddaten aus dem Datenblatt einfach mit auf.
Bei Auftragen der Datenblattpunkte aus dem Datenblatt kannst Du auch gerne nochmal zusätzliche 3-8% vom Wirkungsgrad abziehen.



.

Diese mathematische Herleitung zum maximalen Wirkunsgrad am Punkt "X" ist ziemleich eindeutig.
Sein Verfasser und dessen Reputation sollte Dir ja bekannt sein.

Das Dilemma: eines von beiden MUSS falsch sein.

 

[erdt]

@Andy 100
Danke. wollte nur mal sehen, ob ich etwa einen Eingabefehler gemacht hatte.
Scheint nicht so.

 

[Gerd Giese]

gib doch einfach mal die Datengruppen aus dem Datenblatt von Christian zum 4140-10 in den DC ein.

Hatte ich gleich für mich nach Veröffentlichung der Datenreihen vom Christian gemacht ... Resultat siehe Andy!

 

[erdt]

Beim hochdrehenden 15V 4125-5 passen bei mir die Kurven recht gut überein.
Allerdings ist der errechnete Anschlusswiderstand mit 1Miliohm extrem niedrig - sowas habe ich noch nie gesehen.
So viel werden die Stecker oder Verlötungen alleine haben.

Habt ihr da ein ähnliches Ergebnis?

Die fast 20% Unterschied am rechten Kurvenende bei beiden 4140ern sind wohl auch mit den Controllerverlusten nicht wirklich zu erklären.
Auch die Diskrepanz der Zahlen zur Theorie nicht. (pinke Kurve sind die Datenblattwirkungsgrade)

sehr schade, dass Christian sich gerade jetzt für länger abmelden musste - vielleicht liefert er ja die nötige Aufklärung, wenn er wieder gesund ist.

Oder vorher hat jemand so einen Motor mal selber vermessen.
Die Plausibilität der Lastgruppen aus dem Datenblatt im DC spricht für mich dafür, dass die wirklich gemessen worden sind.

Also warte ich mal ab, ob es irgendwann neue Erkenntnisse gibt.

 

[lastdownxxl]

Dass die 12.200rpm des 4140-13 am Lastpunkt 250A nur noch 12.200 / 17.502 = 69% der Leerlaufdrehzahl betragen, bereitet auch ziemliches Kopfzerbrechen - Du weist ja sicher, warum.

Hallo Christian,

aus dem Datenblatt 4140-13 hab ich ein Motor R incl. Drehzahlsteller von 44.5 mOhm und ein KV von 503 rpm/V berechnet.

Wirkungsgrad vs Motorstrom:

Wirkungsgrad vs rpm/rpm0:

% Wirkungsgrad 
clc;
close,
U = 35;  % Motor Supply Voltage [V]
Rim = 44.5e-3; % Motor R[Ohm]
Io = 4.4;  % Idle current [A]
Istall = U/R;
Imotor = Io:0.5:Istall;
etha = 1 + Io/Istall - Imotor./Istall - Io/Imotor;
plot(Imotor,etha),%([0 1 0 1]);
title('U = 35 V, Rim = 44.5 mOhm');
xlabel('I [A]'),ylabel('etha [-]');
grid;
legend('Io = 4.4 A','location','east')

% Wirkungsgrad rpm/rpmo
clc;
close,
U = 35;  % Motor Supply Voltage [V]
Rim = 44.5e-3; % [Ohm]
Io = 4.4;  % Idle current [A]
Kv = 17507/(U-Io*Rim) % [rpm/V]
Istall = U/Rim;
Imotor = Io:0.5:Istall;
etha = 1 + Io/Istall - Imotor./Istall - Io/Imotor;
rpm = (U - Rim .* Imotor) * Kv;

plot(rpm/U/Kv,etha),([0 1 0 1]);
title('U = 35 V, Rim = 44.5 mOhm');
xlabel('rpm/rpm0'),ylabel('etha [-]');
grid;
legend('Io = 4.4 A','location','east')

Gruss
Micha

 

[erdt]

Hallo Micha!

Deine Ergebnisse zum 4540-13 decken sich ziemlich gut mit meinen Ergebnissen:
kV = 503/V
R = 45 miliOhm

Hi,
na dann wundere Dich halt nicht aber mach es mal nach , Halbes Gewicht vom Scorpionklopfer mit der gleichen Leistung bei gleicher Drehzahl .
.....
Happy Amps Christian

Das klappt mit dem 4140 -12 oder -13 so wie sie sich im Datenblatt zeigen eher nicht.
Zumal 690g etwas mehr sind, als die Hälfte meines getunten HK 5040 (ca. 900g).
kV = 529/V
R = 19 miliOhm
bei 35V sind das 18358rpm im Leerlauf und 15930rpm bei 250A, ein Drehzahlabfall auf 86,8% der Leerlaufdrehzahl. (4140-10 bei 250A = 69%, siehe Datenblatt)

Auch der Pyro 1000 ist deutlich besser, da habe ich aber keine harten Daten zur Hand.
Vielleicht jemand anders?

Alle bisher hier gezeigten errechneten Leistungswerte machen die "Benutzerhinweisen" des Herstellers verständlich!

Das alles steht natürlich unter dem Vorbehalt der Richtigkeit der geposteten Datenblätter!
Vieleicht ist ja bei deren Erstellung ein Fehler unterlaufen und der 4140 ist in Wirklichkeit sehr viel besser, als er hier erscheint.

PS.: Vielleicht sollte der Modi diesen Thread wieder schliessen, bis der Christian Lucas wieder gesund ist!

 

[Christian Lucas]

Hi,
habe nachgefragt wo die Werte herkommen . Die Tabelle und das Diagram sind gerechnet mit einem Program das ein Physiker und Mehrfacher Weltrekordhalter geschrieben hat. Es dient als Orientierung mehr nicht. Wer was genaues haben möchte wird um genaue Messungen nicht herum kommen. Alle Berechnungsprogramme sind ja nie was Exaktes da allein schon der Induktive Widerstand der Spulen von zu vielen Faktoren abhängt.
Die Motoren sind aber mit Sicherheit Top was die Verlustleistungsminimierung angeht. Wer sich damit auskennt weis auch wie sich dadurch der Leistungsdurchsatz steigert. Auch im Hinterkopf haben das die Motoren ehr für die Modellhelis und Modellrennbooten designed die mit höheren Drehzahlen arbeiten.

Happy Amps Christian

 

[erdt]

@ Christian Lücas

Findest Du nicht selber, dass Deine Erklärung für diese ca. 20% Abweichung im Hochlastbereich etwas lahm ist?
Soll man Deine Begründung so interpretieren, dass Du der Meinung bist, dass der Drivecalculator so extrem falsche Daten ausspukt?

Es fällt auch auf, das Dir als DEM Fachmann im Modellmotorenbereich die auf den ersten Blick sichtbare grobe Verletzung des Grundverhältnisses zwischen Drehzahlabfall und Wirkungsgrad innnerhalb der Datenblätter einfach so entgangen ist.

Wurden eigentlich alle Leistungsdaten der LMT Motoren nur mit diesem Programm "grob orientierend" "berechnet" und nie wirklich gemessen?

Vielleicht magst Du ja organisieren, dass LMT mal ein paar dieser neuen Supermotoren dem Gerd Giese leihweise zur Vermessung zur Verfügung (wenn der Zeit und Lust dazu haben sollte), damit sie auf der gleichen Grundlage und nach dem gleichen Prinzip vermessen werden, wie all die dort enthaltenen Motoren der anderen Hersteller - für einen fairen Vergleich der Daten wäre das ja vollkommen ausreichend.

PS.: Weltrekordhalter war ich übrigens 2014 auch schon mal, das ist als nix wirklich besonders beeindruckendes für mich.

 

[Christian Lucas]

Hi,
ich weis nicht was für Daten Ihr verwendet habt. Ich habe Gestern bei meinem Motor Leerlaufdrehzahl und den Leerlaufstrom dabei gemessen und bei MM den Anschlußwiderstand gemessen , die haben dort Messgeräte um das zu messen. kv lag bei 1950 mit 15 Grad Timing , 12 Volt , 12,8 Ampere , 23400 U/min und die 1 Milliohm sind es auch . Damit errechnet sich ein maximaler Wirkungsgrad von 9428% . Weiteres werde ich bei Zeiten messen.



Happy Amps Christian

 

[lastdownxxl]

ich weis nicht was für Daten Ihr verwendet habt.

Hallo,

also ich verstehe die Tabelle oder die Berechnung nicht.

Aus den Daten ergibt sich eine KV von 17507/35 = 500.2 rpm/V. Der Einfluss vom Io wurde nicht berücksichtigt, der Fehler ist nur marginal.
Die Drehzahlkonstante KV [rpm/V] und Drehmomentkonstante KT [Nm/A] sind über dem Faktor 30/pi [(rad/s)/V * Nm/A] verknüpft.

KT = (1/KV) * 30/pi (Nm/A] = 19e-3 [Nm/A]

Die vom Motor abgegebenen Leistung ist M * w

M... Drehmoment [Nm]
w... Winkelgeschwindigkeit [rad/s]

Arbeitspunkt 240 A:
M = 240 * 19e-3 = 4.56 Nm = 456 Ncm
w = 12233 rpm * 2*pi/60 = 1281 rad/s

Pmech = 5842 W

Wirkungsgrad = 5842/8400 = 69.5 %

Gruss
Micha

 

[FamZim]

Hallo

Mich wundert immer das "Ihr" das Drehmoment einfach mit dem Motorstrom umrechnet.
Meine Erfahrungen sind da ganz anders.
2011 habe ich mit einem Motor-Generator Messungen gemacht.
Sowohl beim Antriebsmotor und auch Generator waren Erhebliche (~50%" Abweichungen von einer linearen zu messen.
Also statt zu rechnen die Drehmomente messen !

Grzuß Aloys.

 

[lastdownxxl]

Mich wundert immer das "Ihr" das Drehmoment einfach mit dem Motorstrom umrechnet.

Hallo Aloys,

so wird das Drehmoment berechnet. Berechnung (Gl. 15) aus dem RC Wiki vom Vater, die Gleichungen entstanden 1992 als Beiwerk meiner Diplomarbeit.

Formelsammlung Elektroantriebe – RC-Network Wiki

wiki.rc-network.de

Kann man auf das Datenblatt im Anhang anwenden.

Gruss
Micha

 

[FamZim]

Hallo

Habe mal die Messungen rausgekramt.
Die Drehmomente ergen sich wohl aus dem Magnetischen Fluß, der Anzahl der Windungen und dem Motorstrom.
Um das Feld zu messen ist eine zusätzliche Spule um einen Statorzahn gewickelt die zur Feldmessung dient.
Mal im Motor und auch im Generator.

Wegen dem Magnetfeld noch mal der Vergleich M und G !!!

Erste reie mit 32 pol Motor und 28 pol Generator (mit Messspule).

.....Generator 28 pol...................................................Motor 32 pol
..Drehzahl....Spannung....Strom....Messspulenspannung---Spannung....Strom
...3470...........21,7V.........0...............3,189V.-----------33,4V........1,7A
...2840...........14,7V.......10,5A...........2,260V.-----------30,5V.......12,7A
Nur durch den Drehzahlverlust sollten Diese Werte heraus kommen!
....................17,7V..........................2,600V
Die Feldstärke liegt bei dieser Belastung also nur noch bei ~87% !

Dann der 32 pol Generator mit 28 pol Antriebsmotor.

.....Generator 32 pol....................................................Motor 28 pol
..Drehzahl....Spannung....Strom----Messspulenspannung...Spannung....Strom
...3840...........26,3V........0....---------3,545V.................33,3V.........1,9A
...3150...........16,6V......11,0A---------3,263V.................30,2V........15,5A
Nur durch den Drehzahlverlust sollten Diese Werte herauskommen!
.....................21,6V............----------2,900V
Die Feldstärke ist aber bei Motorbetrieb noch gestiegen um 12,5 %

Ich sehe das als Beweis, das bei Generatorbetrieb das Feld stark abnimmt, und bei Motorberieb zunimmt. Der Unterschied ist immerhin bei dieser "geringen" Last schon 25 %

Ich erkenne das das Magnetfelt keine Konstante ist und je nach Lastfall sehr schwankt.
Somit gibt es keine Drehmomentkonstande über den ganzen Lastbereich.
Die Drehzahlsenkung bei Last ist nicht ein Wirkungsgradverlust sondern durch verstärktes Magnetfeld nur Drehzahl gegen Drehmoment getauscht.

Gruß Aloys.

 

[lastdownxxl]

Somit gibt es keine Drehmomentkonstande über den ganzen Lastbereich..

Hallo Aloys,

dann ist sämtliche Fachliteratur zum BLDC oder DC-Motor falsch.

Quelle Seite 17: https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00885a.pdf

Quelle Seite 39: https://www.maxongroup.de/medias/sys_master/8819062800414.pdf?attachment=true


Aus der Einleitung meiner Diplomarbeit:

Gruss
Micha

 

[erdt]

Ganz ehrlich, wer lässt feiwillig einen "ZG62"
unter Vollgas im Keller laufen!?

Also ich kenne da jemanden, der belastet die Motoren auch mal mit 35V und >400A, allerdings nicht im Keller, sondern in seiner Werkstatt.
Die "Lederhandschuhbremse" war für die 100W Dittos voll ausreichend, aber der hat da ziemlich aufgerüstet.
Da stand sogar mal ein 60V / 500A Labornetzteil von https://elektroautomatik.com als Stromquelle.
Hat der Christian Lücas alles nicht mehr mitbekommen.

Und dann gibt es noch den Dzhamal, der in den rcgroups Videos postet, wo er in der Wohnstube 16S und 400A erreicht.
Die Speedpiloten kennen ihn aus Wünnenberg und Ballenstädt.

 

[Aschi]

Hi Zusammen,
Ich lese die ganze Zeit auch schon, allerdings nur Oberflächlich mit.

Was bildet ihr euch eigentlich ein immer mit den Prüfstandsmessungen ,
Mal mit 8 KW und nur 8000 U/ min und dann mal wieder das gleiche bei 40.000 U/min ??

Da hast ja schon beim umstellen der Messanordnung genug zu tun dass da alles sauber bleibt und nicht zum Schwingen kommt und Messfehler produziert.
Ich kann mich da erinnern wie eim Motor vom Zibi/ Meinerseits bei einem Renomietren Regler Hersteller die Püfstandsanordnung jenseits der 50.000 Umin auseinader genommen hat.

@Gerd, ich meine der ist 60 lang .

LG Thomas

 

[Christian Lucas]

Hi Gerd,
na da hast Du wirklich den Prüfstand jemals angeschaut. Die Messring Dremomentmessung geht bis 1 Nm , das waren schon bei unseren Innenläufern mit 50000 U/min = 5,2 Kilowatt also schon mehr wie Du je Messen kannst. Und niemand bleibt bei den Leistungen bei einer einfachen Aluscheibe . Für Leistungen bis 3 KW hatte ich ja die wie Bremscheiben Innen Luft Gekühlten Scheiben und darüber habe ich die Messvorichtung einfach gedreht und mit Messpropellern belastet , muss man halt ein paar Propeller wechseln . Eigentlich kein Problem. Also viel,Senf den Du da erfindest. Ja Lehner hat auch einen Motorenprüfstand. Der kann richtig messen , hat aber auch was anderes zu tun , Modellbau ist nur noch ein kleiner Nebenerwerb den Lehner laufen lässt weil er selbst Modellbauer ist. Brauchen tut er das nicht.
@Christian,
doch habe ich mitbekommen , Und ? wir haben bei MM auch 50 Volt bis 1200 Volt mit bis 1000 Ampere Netzteile für die großen Maschinen und die Supraleitenden Speicherspulen . Oder die Kondensatorbatterie für die Coilgun . Aber wer hat schon die Zeit die kleinen Motoren zu messen .
Ist egal ich werd es irgendwann mal vermessen . So long könnt Ihr Euch die Köpfe heiß denken. Das sind hervorragende Motoren wer damit nichts anfangen kann , muss ja nicht . Wir haben die Latte höher gelegt vor allem bei der Verlustminimierung und Leistungsdichte.
Wer es wissen will muss es halt austesten .

Happy Amps Christian

 

[erdt]

Christian Lücas

Wir haben die Latte höher gelegt vor allem bei der Verlustminimierung und Leistungsdichte.
Wer es wissen will muss es halt austesten .

Gerne.
Aber dafür nur aufgrund einer (extrem) "groben Abschätzung" die dazu offenbar nicht haltbar ist mal eben 449€ auf den Tisch legen?
Da fragt man sich wirklich, in welcher Welt Du lebst um das mal gaaaaanz vorsichtig auszudrücken.

Wenn die DC-Kurven stimmen sollten, leistet im übrigen ein uralter 4235 bei gleichem Gewicht und mit einem mm mehr Durchmesser aber dafür ohne herausstehende Platine so ziemlich das gleiche wie der 4140, ganz old school und ohne voodoo Effekte.
Da werd ich für mich doch lieber beim Alteisen bleiben.

Aber das kann ja glücklicher Weise jeder für sich entscheiden wie er mag.
Jedenfalls hat sich schon jemand bereit erklärt, für die hier diskuttierten 4140 mal ein paar DC-fähige Datengruppen auch im 10kW Bereich zu liefern, falls das jemand für den von ihm gekauften Motor wissen möchte.

 

[Reisenauer Antriebe]

@Christian Lucas

Denke, Du hast Fa Lehner da einen ,,Bärendienst'' erwiesen.
Jetzt dürfte vielen klarwerden, dass die schöngerechneten Eta Werte
der Lehnermotoren mit DC Daten nicht im Einklang sind.
Wenn die Lastdaten der Tabelle stimmen (sehen plausibel aus)
liegt der 4140-10 er dicht zwischen dem Scorpion 5035-700 8 Pol und einem
Strecker 560.25.12 8pol. KV 677.
Letzerer wiegt 666g und hat bei 220Amp. einen 2,5% besseren Wirkungsgrad.
Beide Motoren haben diese Daten schon vor 10 Jahren gebracht.
Also wirkliche Innovationen sind für mich da nicht erkennbar.
Hab über 50 Lehner vermessen.
Beispiel 1025-13 steht bei mir DC gerechnet im besten Punkt bei 80,6% eta.
90,6% auf der Lehner HP.
Wobei ich Lehner und viele andere, gut verstehe.
Vermessen macht viel Arbeit.
2 Werte in ein Rechenprogramm eingeben und
deutlich bessere Werte erhalten, ist schon eine
interessante Alternative.
Hab ich vor 20 Jahren echt auch schon mal überlegt....

Wer den 4140er mal mit dem DC nachmessen will?
Da reichen zu den 2 Leerlaufwerten 4 Lastpunkte
wie 75-90-105-120 Amp. (also rund 4KW)vollkommen aus.

Lieber Gruß
Andy Reisenauer

 

[audiosmith]

Hallo allerseits,
jetzt muss ich hier doch noch meinen Senf dazu geben weil immer wieder vom Pudels Kern abgekommen wird.
Es gibt ein Naturgesetz für Motoren welches gar nicht so schwer zu verstehen ist und eigentlich auch von niemanden bestritten wird.
Danach kann der Wirkungsgrad nicht größer sein als die prozentuale Drehzahlsteife und ich glaube kaum das der neue 4140 da eine Ausnahmegenehmigung bekommen hat, nach dem Vorbild der Politiker, wir malen uns die Welt wie sie uns gefällt.

Ich vergleiche den 4140-13 mal mit dem Lehner 7050 aus meinem Rennkart und dem Kontronik P1000 mit dem wir als erste die 600 geknackt haben.
7050-6 bei 290A, 56V, 13000U immerhin 82% Drehzahlsteife und damit ein mögliches Eta über 80%
P1000-300U/V bei 280A, 62V, 14900U beachtliche 80% Drehzahlsteife bei dieser Leistung und so einem leichten Motor
4041-13 bei 240A, 35V, 12200U nur 70% Drehzahlsteife und laut DC 69% Wirkungsgrad an diesem Lastpunkt

Wenn dann gesagt wird das war ja alles nicht so gemeint und die eigenen Daten stimmen ja nicht, dann frage ich mich schon was das alles hier soll.
Das ist doch dann unser aller Zeitverschwendung, und mal ehrlich, werden wir denn nicht schon genug verschaukelt?
VG
Thomas Schmidt (Schmiddi)