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实测!乐高L电机和XL电机到底谁强大!

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发表于 2013-8-12 18:45:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 skyou82 于 2013-8-13 00:29 编辑

以下测试均使用9V碱性电池,同样配重,以及对同一测量数据进行至少5次的重复测量并取其平均值所得。

现在在乐高科技系列的常用电机中,要数L和XL电机是大家公认的所谓强力电机。国外网站也有大神贴出过相应对比数据,但是我觉得很多乐友多多少少对这组数据有所误解。在这里作为数据党的我就来带大家一窥究竟,并给些不才的建议。
总所周知在评定一款发动机或者马达的时候一般都用“功率”这个参数来定义它的强劲程度。功率越大就越强劲,现在就来看看这两款电机之间的功率到底差多少?

一致转速:
功率对于两台电机来说是一个定量是不会变的,而扭矩却和不同齿轮比的最终转速所联系,大家都知道两款电机的转速不同L快、XL慢。所以当我们将两台电机的最终转速调整到一致,那么测得功率的同时扭矩也就直观的体现出来了。
经过多次的反复测量他们在相同时间内的转速得出,L(转速)/XL(转速)=1.646,换句话说XL转一圈L就要转1.646圈。为了得到一致的转速必须给L电机降速(降1.646倍),降速就必须使用降速齿轮组,我组合了所有乐高齿轮组最后只有12齿和20齿的1.667倍的速率才最接近,1.646/1.667=0.987 这是最接近1的比值,也就是最能把他们的转速变一致的组合,我们暂且就先使用这组降速齿轮。

测量功率:



测试环境:L电机—12齿—20齿—绞盘—45cm左右的线—悬挂0.85KG左右的重物

                 XL电机—绞盘—45cm左右的线—悬挂0.85KG左右的重物 (线和配重与L电机公用,所以完全一致)

测试:启动电源的同时按下秒表,重物匀速上升,上升到顶点时按下秒表同时关闭电源。多次测试取得平均时间,测得:

L电机耗时6秒,XL电机耗时5.4

功率=时间功=力X位移,所以 功率=X位移时间

当物体匀速上升时,力=质量X9.8,所以 力=0.85kgX9.8=14.7牛,位移=0.45米(绳子长度)

L功率8.33X0.45/6    L功率=0.625瓦

XL功率8.33X0.45/5.4    XL功率=0.694瓦




结论:
L电机的转速是XL的1.646倍,功率却比XL电机小0.069瓦。打个比方1.4排量的车和1.25排量的车你们觉得差别会有多大呢?所以无论当你在考虑车速还是扭矩时候,L电机只要配合适当的齿轮比的话不会比XL电机差到哪里去,就如同上面测试的例子中当L电机配合12和20齿的时候几乎就等同于XL电机的扭矩了。然后大家也知道L电机的体积要比XL的更有优势,所以我觉得L电机的性价比要比XL来的高。这也是乐高目前主力使用L电机的用意所在吧。


发表于 2013-8-18 11:02:13 | 显示全部楼层
小盘 发表于 2013-8-16 21:07
非科技玩家路过。。
只是提一点,楼主的测量有缺陷,可能会得到误导结论。翻了几页回帖,有几位朋友提的建 ...

这个深了,我只关心启动时扭力谁大,
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发表于 2016-5-27 16:52:19 来自手机 | 显示全部楼层
功率P=FxV,力等于mg,而速度可以随齿轮变化调整,所以我觉得测试还不够严谨,我要是0.9kg,L卡不动了,XL还在转,那是不是可以说L功率为0?应该多次改变齿轮比或负载画出功率曲线图
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发表于 2013-8-12 19:44:18 | 显示全部楼层
支持楼主的研究精神!这也许就是乐高最近一直没出带XL电机的套装的原因。不过楼主没有吧你放在L电机上的齿轮算到体积上去,XL电机等于自带了降速齿轮,体积大点也是正常的。正因如此,如果需要增速,还不如直接用L电机,这时L电机的优势就显现了。所以,大扭矩,低转速,XL胜出,高速度,低扭矩,L胜出,跟镇上的普遍结论是一样的。
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 楼主| 发表于 2013-8-13 00:35:05 | 显示全部楼层
慕舞歆 发表于 2013-8-13 00:22
数据只是参考,把L和XL放到同一个攀爬moc上,就知道结果了。XL的原生扭矩是先天优势。 ...

我这里的数据都是实际中结合乐高实实在在测算出的,所以应到实际中也是八九不离十的。当然实际中的最终齿轮比以及齿轮的级数也会影响最终效果。我这里只讨论电机部分的性能与取舍,让大家在选择电机时更加明白,当然选择权在大家。
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发表于 2013-8-12 18:52:33 | 显示全部楼层
沙发?
发表于 2013-8-12 19:18:02 | 显示全部楼层
好吧,数据党一向是高科技的,只有结语能看明白
发表于 2013-8-12 19:24:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 allenz 于 2013-8-12 19:27 编辑

http://www.philohome.com/motors/motorcomp.htm
http://www.philohome.com/pfrec/pfcurves.htm

老外搞的对比,好像他测出的XL扭矩是L的两倍?
发表于 2013-8-12 19:26:11 | 显示全部楼层
总的来说还是应该要结合实际情况来考虑。主要是看你是需要大扭矩还是高速度。不过楼主这种实测真是专业,哈哈
发表于 2013-8-12 19:27:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 blade 于 2013-8-12 19:30 编辑

楼主的结果,为大家省钱了。
如果考虑齿轮的损耗,实际结果还要接近。

楼主干脆再做个M电机与L电机的对比吧。

点评

m差多了  发表于 2017-7-11 13:31
发表于 2013-8-12 19:29:30 | 显示全部楼层
够专业够敬业
发表于 2013-8-12 19:40:41 | 显示全部楼层
如果负载变化,比如不是楼主测试时的条件1.5kg,估计曲线是有变化的
发表于 2013-8-12 19:45:06 | 显示全部楼层
最后那一句我看明白了。
 楼主| 发表于 2013-8-12 20:32:19 | 显示全部楼层
allenz 发表于 2013-8-12 19:24
http://www.philohome.com/motors/motorcomp.htm
http://www.philohome.com/pfrec/pfcurves.htm

扭矩是个变量,由不同齿轮搭配来决定的,裸机扭矩L确实比XL小很多,老外给出的数据是裸机数据。但是如果L搭配8齿\24齿的话,那扭矩就要比XL大很多了。所以看同样转速下的扭矩才有意义,这也是我写这片文章的用意所在。
发表于 2013-8-12 20:43:45 | 显示全部楼层
不知改装8110用L电机做动力,行不行
发表于 2013-8-12 20:50:36 | 显示全部楼层
用数据说话!:super:
发表于 2013-8-12 21:19:23 | 显示全部楼层
支持严谨的数据党
发表于 2013-8-12 21:22:54 | 显示全部楼层
技术贴!受教了!谢谢!
发表于 2013-8-12 21:34:32 | 显示全部楼层
够专业
 楼主| 发表于 2013-8-12 21:52:17 | 显示全部楼层
回家特地秤了一下配重,重量有误,已做修改。。。。
 楼主| 发表于 2013-8-12 22:15:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 skyou82 于 2013-8-12 22:17 编辑
dna2 发表于 2013-8-12 19:44
支持楼主的研究精神!这也许就是乐高最近一直没出带XL电机的套装的原因。不过楼主没有吧你放在L电机上的齿 ...


比如改9398动力,换XL电机改动幅度太大,而保留L电机,仅仅修改齿轮比,那岂不是更加方便。又比如但当你需要双倍甚至三倍的功率或者跟高的扭矩时,并联几个电机的时候你就会发现体积优势就体现出来了。
发表于 2013-8-12 22:54:56 | 显示全部楼层
支持,LZ测得在约1.667的齿比下XL和L电机的功率(功率=2π*扭矩*转速)差不多,也就是说XL的扭矩是L的(大约)1.667倍,这和老外得出的大约2倍的结论是一致的(LZ的实验中,齿轮组无疑对L电机的输出有所损耗)。
发表于 2013-8-13 00:22:28 | 显示全部楼层
数据只是参考,把L和XL放到同一个攀爬moc上,就知道结果了。XL的原生扭矩是先天优势。
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