Die Nennleistung der Motoren ist bekanntlich weit geringer. Die Spitzenleistung bezieht sich auf Kurzzeitbetrieb für wenige Sekunden, nach denen dieThermosicherung die Leistung begrenzt.
Auch die Batterien werden das nicht lange mitmachen. Aber für die kurze Beschleunigung genügts.
Die 1000kW/kg sind zwar möglich, aber nicht praktikabel. 120.000 Touren/min hält zwar ein Läufer problemlos aus, aber das Blechmaterial für mindestens 2kHz Schaltfrequenz bei voller Eisensättigung ist nicht gerade einfach zu bekommen, das erforderliche Getrieb würde nicht nur einen großen Teil der leistung wieder auffressen, müsste vielstufig mit verschiedenen Ölsorten hergestellt werden und würde einen guten Teil der Leistung auffressen. Der gleiche Grund, warum man vom Einsatz von hochtourigen Turbinen zum PKW-Antrieb abgegangen ist. Turbolader arbeiten ohne Getriebe, dort werden sie eingesetzt.. Obwohl erhebliche Leistungsüberschüsse bei Turboladern bestehen, nutzt man diese nicht zum Antrieb von Fahtzeugen. Zumindest elektrisch ließe sich die überschüssige Energie gewinnen, auch eisenlos. Wenn sich der elektrische Antrieb durchsetzt, wird dies sicherlich auch geschehen.
Die Grenze für das Leistungsgewicht von Elektromotoren liegt bei der Sättigung von Eisen, etwa 1,5 Tesla, der Kühlmöglichkeit des Kupfers und der Umfangsgeschwindigkeit, bei der sich ein Eisen-Aluminiumläufer zerlegt. Diese liegt bei über 200m/s.
1 kg Motor entsprechen etwa einem Volumen von 120 cm³ , beispielsweise 6cm Durchmesser bei 4cm Länge. Bei einem Läuferdurchmesser von 3cm erhalte ich bei einer Umfangsgeschwindigkeit von ca 190m/s und damit 2000/s Drehzahl.eine mittlere Induktionsspannung in zwei Läuferstäben von ca 100 Volt. Den Ohmchen Widerstand schätze ich ab, 50µOhm für die Summe von Läufer-und Statorwiderstand, auf eine einzige Windung gerechnet.Bei 10.000 Ampere ein Spannungsverlust von
0,5 Volt. 5000 Watt Verlustleistung sind also abzuführen. Das ist natürlich, insbesondere im Kurzschlussläufer , nur durch eine extreme Verdampfungskühlung zu bewerkstelligen, was die Entwicklung eines solch kleinen Motors natürlich unrentabel und unzweckmäßig macht. Der Induktionläufer erzeugt bei 10.000 Ampere magnetischer Spannung, auf 1 cm ein Streufeld von 0,6 Tesla, was bei der Motorgeometrie zu berücksichtigen ist. Ein längerer und dünnerer Läufer erschwert aber wiederum die Kühlmöglichkeit eines Trommelankers.
Was ich damit aufzeigen möchte, die Grenzen liegen nicht bei der Entwicklung von Elektromotoren, sondern in der Peripherie, zum Beispiel hier der Kühlung und dem Getriebe, die die Ausmaße des Motors um ein zigfaches übersteigen würden.
Es geht aber eben auch mit "überlasteten", niedertourigen Normmotoren, die bisher ja auch bevorzugt beingesetzt wurden.
Die Normleistung des E-Wolf -Motors liegt mit seinen 60kg mit Sicherheit noch deutlich tiefer als die 140 kW. Trotz Wasserkühlung.Es ist wohl lediglich die Dauerleistung, bei der die Motorverluste noch ausreichend abgeführt werden können.
Der Antares-Motor ist ein Langsamläufer für den Direktantrieb einer relativ großen Luftschraube.
425 km/h ist noch niemand mit einem Leichtmobil gefahren. Rechnerisch ginge das mit 250 kW bei 1m² Stirnfläche mit einem cw-Wert von 0,2. das hat der Lotus mit der jetzigen Karosserie und seinen breiten Reifen auch nicht entfernt. Der Loremo, davon bin ich überzeugt, auch nicht.
Die Einschränkung des Leistungsvermögens liegt nach wie vor bei der Traqnsportmöglichkeit des Energiespeichers., elektrische Energiespeicher werden sich nie mit der Energiedichte von Kohlenwasserstoffen messen können.
Plettenberg? Hier in Düsseldorf von den Helipiloten aus ganz gewöhnlichen japanischen Innenläufermodellmotoren umgebaute Außenläufermotoren mit knapp 30.000 Touren und knapp 1/2 kg Masse leisten im Dauereinsatz bis 1,5 kW, die bei den längeren Steigflugphasen voll ausgeflogen werden. Die Motoren, sowohl Stator, wie Rotor sind danach heiß, anfassen kann man sie dann einige Zeit nicht, die Temperatur liegt dann aber deutlich unter 100 Grad. 100 Grad würden den Neodymmagneten nicht bekommen.
Mit Neodym würden die oben genannten extremen 1kw/g nicht erreichbar sein. Die ca 6cm-Durchmessermotoren haben eine Umfangsgeschwindigkeit von ca 100m/s. Auch hier liegt man an einer oberen Grenze, weil die Neodymagnete, ohne zur Stabilität beizutragen, den eisernen Rückschlussring belasten. Zudem ist der wirksame Eisenquerschnitt durch den innneliegenden Anker stark eingeschränkt. Über 0,6 Tesla nutzbare Induktionsdichte ist bei den Magneten nicht nutzbar, entsprechend einer magnetischen Spannung von immerhin ca 5000 A. Diese kann wegen der schlechteren Luftkühlung ebenfalls nicht ausgenutzt werden.
Trotzdem, auch hier fällt das Motorgewicht kaum ins Gewicht, zumal man mit einem einstufigen Nylon (?) getriebe auskommt. Gesamtmasse : unter 6,5 kg, davon etwa die Hälfte für die Lipos.
Mit Nickelmaterialien der Vakuumschmelze lassen sich übrigens höhere Umfangsgeschwindigkeiten und höhre Induktionsdichten (2,4Tesla) erreichen. In diesem Falle würde man auf Alu- und Kupfer- oder Silberstäbe im Kurzschlussläufer ganz verzichten.
Der Bau eines solchen Motors wäre allerdings sinnlos.
Die Turbinenkaskaden des schönen Mahmud aus Persien drehen zwar auch so schnell, kommen aber mit je nur 100 Watt Antriebsleistung aus.
Flüssigstickstoffgekühlte Plettenbergmotoren mögen zwar der letzte Schrei sein, aber eine sinnvolle Anwendungsmöglichkeit sehe ich da auch nicht.
Die in Zukunft hundsgemeinen Siemensmotoren nach der Norm mit verbesserter Energeieeffizienz tuens auch, und zwar wartungsfrei für viele Autoleben.
Nein, eisenlose Neodymmotoren können zwar 99% Wirkungsgrad erreichen, aber bringen zwar sehr passable, aber keine Spitzenleistungswerte. Darauf, und auf möglichst weitgehende Getrieblosigkeit, also Niedertourigkeit, kommt es in erster Linie beim Solarflieger an.
