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Einen großen Dank möchte ich an dieser Stelle für www.philohome.com aussprechen.
Mir wurde gestattet, die komplette Seite zu übersetzen und hier einzubauen.
Eine großartige Homepage zum Thema LEGO findet Ihr dort, also unbedingt einmal besuchen.

Lego® 9V Technic Motoren Eigenschaften-Vergleich




Lego Motoren

Siehe auch diese Vergleichsseite.

Thomas Avery hat auch die Maße der 5292 motors, siehe auch Lugnet thread.

Das Register

Electric Technic Motor 9V

Lugnet Partsref 2838c01, Peeron 2838c01, Lego 74569

Der ältere 9V Technik Motor (1990). Unübersetzt, hat er eine hohe Drehzahl und ein niedriges Drehmoment, also für die meisten Anwendungen erfordert er eine externes Getriebe.

Electric Technic Micromotor

Lugnet Partsref 2986, Peeron 2986, Lego 70823

1993 erschienen ist dieser kleine, leichtgewichtige und mit niedriger Drehzahl ausgestattetter Motor im Angebot - er besitzt ein beachtliches Drehmoment für seine Größe. Muss mit Riemenscheibe, Oberseite und Unterseite im Allgemeinen verwendet werden, aber andere Getriebe sind möglich.

Electric Technic Mini-Motor 9v

Lugnet Partsref 71427c01, Peeron 71427c01, Lego 71427

Seit 1997 ersetzt dieser Motor den 2838. Untersetzt und ziemlich leistungsstark, ist das der Motor der Wahl für die meisten Anwendungen.

Electric Technic Mini-Motor 9v

Lego 43362

Im Jahr 2002 ersetzt Lego den 71427 Motor mit einer neuen Art, 43362. Äußerlich fast identisch, ist die interne Struktur sehr unterschiedlich. Die Leistung ist fast so gut, und das Gewicht wesentlich geringer.

Electric RC Race Buggy Motor

Peeron 5292

Im Jahr 2002 eingeführt, erschien dieser Motor mit 8475 RC Race Buggy. Sehr kräftig, verbraucht er auch eine Menge Energie. Nicht empfohlen für die Verwendung mit einem RCX, der nicht den Strom für dieses Biest liefern kann. Das innerste Wellenloch wird von einem Faktor bis 23/17 ausgerichtet. Nur der äußerste Ausgang wurde unten geprüft.

Electric Technic Motor 9V Übersetzt

Peeron 47154

Dieser Motor wurde erstmals im 4094 Motor Wunder eingesetzt (2003). Bietet ein Achsen-Loch mit Reibung, so dass die Achslänge ohne die Notwendigkeit einer Ergänzung zu wählen ist. Der flache Boden ermöglicht eine einfache Montage.

NXT Motor

Dieser Motor ist speziell für die NXT-Serie (2006). Enthält einen Drehgeber, positioniert die Welle mit 1 ° Auflösung. Aufgrund des besonderen Anschlusses dieses Motors (Nicht-Standard-Telefon-Typ), wird ein Kabel-Adapter benötigt, um diesen Motor mit regulären 9V Quellen laufen zu lassen. Nicht empfohlen für die Verwendung mit einem RCX, der nicht den hohen Strom, den dieser Motor verbraucht, liefern kann. Eine geringe Drehzahl, minimiert den Bedarf an externen Getrieben.

Power Functions Medium Motor

Dieser Motor gehört zu einer Reihe neuer Motoren-und Bedienelemente, die im Jahr 2007 eingeführt wurden, die Power-Funktions. Er verwendet einen neuen 4-poligen 9V-Anschluss, der ständige 9V Versorgung zu den Steuerelementen bietet sowie gesteuerte Leistungs an die Motoren liefert (Kompatibilität mit alten 9V-System ist in Verlängerungskabel eingebaut). Der Medium Motor hat Löcher für Bolzen-Konstruktionen sowie 6x2 Bodenplatte.

Power Functions XL Motor

Der große Bruder des Power-Funktions Medium Motor, bietet er eine Menge mechanischer Kraft. Betrieben vom gleichen Kern wie beim NXT Motor, dreht er ein bisschen schneller (weniger interne Getriebeuntersetzung). Die Montage erfolgt durch mehrere Pin-Löcher.

9V Eisenbahn Motor

Von Stefan Vorst gemessene Leistungen des 9V Zug Motors. Die Ergebnisse sind unten.

RC Train motor

Dieser Motor wurde eingeführt, als Lego die 9V-Motoren mit Metall-Rädern stoppte. Die Leistung dieses Motors ist ... nicht so gut.

Power Functions Eisenbahn Motor

Als das Eisenbahn-System mit den Power Functions vereint wurde, ersetzte dieser Motor mit einem PF-Kabel und Steckerausgestattet , den RC-Eisenbahn-Motor.

Glücklicherweise sind die Leistungen sehr verbessert worden.Wirkungsgrad und Leistung übertreffen sogar die alten 9V Eisenbahn-Motoren.

Power Functions E-Motor

Eingeführt mit dem LEGO Education
erneuerbares Energie Add-On-Set (9688). Die Stärke dieses Motors ist, dass er leicht zurück gefahren und als Generator benutzt werden kann. Seine hohe Geschwindigkeit kann auch nützlich sein bei einigen Anwendungen. Sie ist aber nicht besser als PF-Medium, und die mechanische Leistung ist etwa die Hälfte.
Power Functions Large motor

Dieser Motor erschien zuerst im Rock Crawler Set (9398). Deutlich stärker als der Medium-Motor, verfügt er über viel Kraft in einem leichten, kleinen Paket mit vielen praktischen Befestigungsmöglichkeiten. Aber der Wirkungsgrad bei geringer Last ist ziemlich niedrig (großer Strom im Leerlauf).

EV3 Large motor

Dieser Motor ist dem NXT Motor sehr ähnlich, jedoch mit etwas bessere Fixierfähigkeit (bei Technic Rahmen vereinbar, Löcher mit der Nabe ausgerichtet ). Seine Effizienz scheint etwas niedriger.

EV3 Medium motor

Dieser Motor ist einer der Höhepunkt der EV3 Sets im Vergleich zu einem NXT: einen Motor mit verringerter Größe und klassischer Vorderachse. Reduzierte Größe kommt mit reduzierter Leistung, ähnlich wie bei PF Mittelmotor (aber da bodenausgerichtet, ist er langsamer und hat so mehr Drehmoment).

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Gewicht


2838

2986

71427

43362

5292

47154

NXT

E-Motor
48g 10g 42g 28g 55g 40g 80g 50g

PF Medium

PF XL

9V Train

RC Train

PF Train

PF Large

EV3 Large

EV3 medium
31g 69g 72g 53g 57g 42g 82g 39g

Der 43.362 Motor entspricht dem 71.427 Motor und ist 30% leichter. Dies ist generell ein Vorteil, außer, wenn der Motor als Gegengewicht dienen soll.


Leerlauf-Eigenschaften

Prüfbedingungen:
Motor wird durch eine variable, geregelte Stromversorgung gespeist. Ein Strommessgerät misst den Strom, der durch durch den Motor wandert, ein Voltmeter überwacht die Spannung. Die Drehzahl wird durch einen RCX mit einem Lichtsensor ausgestattet gemessen.

9 V supply
2838

2986

71427

43362

5292

47154

NXT

E-Motor

Drehzahl
(Rotationen pro Minute)

4100 U/min 35 U/min 360 U/min 340 U/min 1300 U/min 460 U/min 170 U/min 780 U/min
Leerlaufstrom 35 mA 6 mA 3.5 mA 9 mA 160 mA 31 mA 60 mA 17.5mA
9 V supply
PF Medium

PF XL

9V Train

RC Train

PF Train

PF Large

EV3 Large

EV3 Medium

Drehzahl
(Rotationen pro Minute)

405 U/min 220 U/min 2000 U/min 2000 U/min 1900 U/min 390 U/min

175 U/min

260 U/min

Leerlaufstrom 65 mA 80 mA 90mA 90mA 90mA 120mA 60mA 80mA

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43362 hat einen höheren Leerlaufstrom als 71.427, wahrscheinlich durch höhere innere Reibung verursacht. 47154 hat einen relativ hohe Leerlauf-Strom, wegen der 5-Stufen Getriebeuntersetzung. Aber es nutzt große Zahngetriebe in den letzten Stadien, wahrscheinlich noch viel mehr, als die robuste 2-stufige, Dünn-Zahn 71427/43362 Innenverzahnung. Der 5292 hat auch einen sehr hohen Leerlaufstrom, auch hier wieder durch innere Reibung verursacht. Dies erklärt auch den Bruch in seiner Geschwindigkeit / Spannungs-Kurve.

Wie für DC-Motoren üblich, ist die Umdrehungsgeschwindigkeit proportionnal zur Spannung, die an ihnen angewendet wird, dieses kann auf den Diagrammen unten gesehen werden. Der Leerlaufstrom hängt wenig von der Spannung ab.





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Blockierende Eigenschaften

Die blockierende Stromaufnahme ist schlicht und einfach mit Motor-Achs-Welle von Hand gehalten gemessen. Das blockierende Drehmoment wird durch das maximale Gewicht, das von der Maschine gehoben werden kann, im Folgenden beschrieben. Bitte beachten, dass die Stillstand-Drehmoment-Maßnahme sehr ungenau ist (dies gilt vor allem für 5292 Motor)

9 V supply
2838

2986

71427

43362

5292

47154

NXT

E-Motor

Blockierte Drehkraft

0.85 Ncm 1.6 Ncm 6 Ncm 5.5 Ncm 12 Ncm 6 Ncm 50 Ncm 3.4Ncm
Blockierte Stromaufnahme 700 mA 80 mA 360 mA 340 mA 3.2 A 580 mA 2 A 410 mA
9 V supply
PF Medium

PF XL

9V Train

RC Train

PF Train

PF Large

EV3 Large

EV3 Medium

Blockierte Drehkraft

11 Ncm 40 Ncm 2.8 Ncm 1.7 Ncm 3.6 Ncm * 18 Ncm 43 Ncm 15 Ncm
Blockierte Stromaufnahme 850 mA 1.8 A 950 mA 750 mA 1.3 A * 1.3 A 1.8 A 780 mA

Lego Motoren

Achte darauf, in einem nicht zu langem Zeitraum den blockierten Zustand zu nutzen, die Kraft die ins Motorgehäuse abgeführt ist, ist recht hoch (6 Watt für 2838, 3 W für 71427) und führt zu einem raschen Temperaturanstieg. Beachte, dass 71427 und 43362 Motoren, mit einem Überlastungsschutz ausgestattet ist, und gegen Durchbrennen geschützt sein sollte (nicht getestet !!!). 5292 Motor ist wahrscheinlich auch geschützt. Der 47154 Schutz kann leicht durch das klare Gehäuse betrachtet werden.

Der NXT-Motor wird auch durch einem Überlastungsschutz geschützt (Raychem RXE065 oder Bourns MF-R065). Das bedeutet, dass die hohe 2A Stromaufnahme (und das damit verbundene Drehmoment) nur für wenige Sekunden aufrechterhalten werden kann. Dasselbe gilt für die Power Functions XL-Motoren.

Die Eisenbahnmotoren enthalten auch Thermale Beschränkungen. Für den PF-Eisenbahnmotor löst dieser Schutz zu schnell aus und verhindert direktes messen des blockierten Stroms. Diese Werte werden durch Extrapolation erhalten.

Ladungseigenschaften

Hier ist das Equipment, welches verwendet wurde, um die Motoren unter Belastung zu messen. Elektrische Leistung wird mit Voltmeter und Amperemeter gemessen. Die Mechanische Leistung vom Motor wird aus der Zeit genutzt, um das Gewicht von einer gewissen Höhe zu heben (5 Zylinderdrehungen - die ersten zwei Runden werden nicht gezählt um die anfängliche Beschleunigung zu beseitigen). Drehmoment wird von Gewicht und Zylinderradius errechnet.

Zylinder befindet sich direkt an der Achswelle vom Motor, mit Ausnahme von 2838, wo ein eine 1 / 5 Untersetzung verwendet wurde. Die Reibung beim 2838 kann etwas an der Effizienz bewirkt haben, aber trotzdem diese Verzahnung ist für die meisten Anwendungen erforderlich. Die Drehkraft, die für diesen Motor angezeigt wird, behebt die Zahnradverkleinerung. Der schnelle Motor 5292 wurde auch mit einer 1/3 Zahnradverkleinerung gemessen.

In 2010 habe ich mein Test-Setup auf die NXT-Plattform aktualisiert: Mindsensors startete den PowerMeter Sensor, der dem NXT erlaubt direkt die Spannung und den aktuellen Verbrauch zu messen am Motor. Ein Lichtsensor vor einem Schwarz-Weiß-Zylinder liest die Anzahl der Umdrehungen der Seilwinde, und die benötigte Zeit, um das Gewicht zu heben. Unter Verwendung des Brettes mit zwei elektromechanischen Relais, kann der NXT den Motor im Versuch steuern: laufen, schwimmen oder bremsen (dieser Zustand wird später verwendet, um zu verhindern, dass die Last am Ende brutal auf den Boden schlägt). Ein Labornetzgerät wird für den Antrieb des Motors im Test verwendet.

Das Foto untenzeigt den NXT mit PowerMeter sensor Und Motor-Control-Board.

Hier ist ein Screenshot des NXC Motor Test-Programms:

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2838
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
6 V 0.45 Ncm 580 U/min 0.32 A 0.27 W 1.9 W 14 %
7 V 0.45 Ncm 1000 U/min 0.32 A 0.46 W 2.3 W 20 %
9 V 0.45 Ncm 2000 U/min 0.32 A 0.9 W 3 W 31 %
12 V 0.45 Ncm 3300 U/min 0.33 A 1.5 W 4 W 39 %


71427
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 2.25 Ncm 57 U/min 0.12 A 0.13 W 0.54 W 24 %
7 V 2.25 Ncm 160 U/min 0.12 A 0.38 W 0.85 W 45 %
9 V 2.25 Ncm 250 U/min 0.12 A 0.58 W 1.1 W 54 %
12 V 2.25 Ncm 375 U/min 0.12 A 0.88W 1.5 W 61 %


43362
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 2.25 Ncm 50 U/min 0.12 A 0.12 W 0.54 W 22 %
7 V 2.25 Ncm 140 U/min 0.12 A 0.33 W 0.85 W 39 %
9 V 2.25 Ncm 219 U/min 0.12 A 0.51 W 1.1 W 47 %
12 V 2.25 Ncm 333 U/min 0.12 A 0.77W 1.5 W 54 %


47154
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 2.25 Ncm 90 U/min 0.19 A 0.21 W 0.85 W 24 %
7 V 2.25 Ncm 210 U/min 0.19 A 0.49 W 1.33 W 37 %
9 V 2.25 Ncm 315 U/min 0.19 A 0.74 W 1.7 W 43 %
12 V 2.25 Ncm 468 U/min 0.19 A 1.1 W 2.3 W 48 %


2986
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
9 V 1.28 Ncm 16 U/min 0.04 A 0.021 W 0.36 W 16 %
12 V 1.28 Ncm 28 U/min 0.04 A 0.038W 0.48 W 28 %


5292
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
3 V 2.48 Ncm 120 U/min 0.76 A 0.31 W 2.28 W 13 %
4.5 V 2.48 Ncm 340 U/min 0.77 A 0.88 W 3.46 W 25 %
7 V 2.48 Ncm 670 U/min 0.78 A 1.74 W 5.46W 32 %
9 V 2.48 Ncm 920 U/min 0.78 A 2.38 W 7.2 W 33 %


NXT
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 16.7 Ncm 33 U/min 0.6 A 0.58 W 2.7 W 21.4 %
7 V 16.7 Ncm 82 U/min 0.55 A 1.44 W 3.85 W 37.3 %
9 V 16.7 Ncm 117 U/min 0.55 A 2.03 W 4.95 W 41 %
12 V 16.7 Ncm 177 U/min 0.58 A 3.10 W 6.96 W 44.5 %


PF Medium
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 3.63 Ncm 73 U/min 0.28 A 0.27 W 1.26 W 22 %
7 V 3.63 Ncm 185 U/min 0.29 A 0.70 W 2.03 W 34 %
9 V 3.63 Ncm 275 U/min 0.31 A 1.04 W 2.79 W 37 %
12 V 3.63 Ncm 405 U/min 0.32 A 1.53 W 3.84 W 40 %


PF XL
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 14.5 Ncm 43 U/min 0.52 A 0.65 W 2.34 W 28 %
7 V 14.5 Ncm 100 U/min 0.54 A 1.51 W 3.78 W 40 %
9 V 14.5 Ncm 146 U/min 0.55 A 2.21 W 4.95 W 45 %
12 V 14.5 Ncm 214 U/min 0.56 A 3.24 W 6.72 W 48 %


9V Train
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5 V 0.90 Ncm 375 U/min 0.40 A 0.36 W 1.80 W 20 %
6 V 0.90 Ncm 667 U/min 0.39 A 0.62 W 2.34 W 27 %
7.5 V 0.90 Ncm 1071 U/min 0.38 A 0.99 W 2.85 W 35 %
9 V 0.90 Ncm 1250 U/min 0.38 A 1.11 W 3.42 W 33 %


RC Train
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
3 V 0.85 Ncm - - - - -
4.5 V 0.85 Ncm - - - - -
6 V 0.85 Ncm 171 U/min 0.43 A 0.15 W 2.59 W 6 %
7.5 V 0.85 Ncm 549 U/min 0.43 A 0.49 W 3.23 W 15 %
9 V 0.85 Ncm 990 U/min 0.43 A 0.88 W 3.91 W 22 %
10.5V 0.85 Ncm 1323 U/min 0.44 A 1.18 W 4.63 W 25 %
12 V 0.85 Ncm 1683 U/min 0.45 A 1.50 W 5.43 W 27 %


PF Train
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
3 V 0.85 Ncm 135 U/min 0.35 A 0.12 W 1.05 W 11%
4.5V 0.85 Ncm 468 U/min 0.36 A 0.42 W 1.62 W 26 %
6 V 0.85 Ncm 792 U/min 0.37 A 0.71 W 2.22 W 32 %
7.5 V 0.85 Ncm 1107 U/min 0.38 A 0.99 W 2.85 W 35 %
9 V 0.85 Ncm 1458 U/min 0.38 A 1.30 W 3.42 W 38%
10.5V 0.85 Ncm 1782 U/min 0.39 A 1.59 W 4.10 W 39 %
12 V 0.85 Ncm 2124 U/min 0.40 A 1.90 W 4.80 W 40 %


E-Motor
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5V 1.32 Ncm 63 U/min 0.17 A 0.087 W 0.76 W 11 %
6 V 1.32 Ncm 186 U/min 0.17 A 0.26 W 1.02W 25 %
7.5 V 1.32 Ncm 300 U/min 0.17 A 0.42 W 1.27 W 33 %
9 V 1.32 Ncm 420 U/min 0.18 A 0.58 W 1.62 W 36 %
10.5V 1.32 Ncm 520 U/min 0.18 A 0.72 W 1.89 W 38 %
12 V 1.32 Ncm 640 U/min 0.18 A 0.89 W 2.16 W 41 %


PF-large
Drehkraft Drehzahl Stromstärke Mechanische
Kraft
Elektrische
Kraft
Wirkungsgrad
4.5V 6.48 Ncm 67 rpm 0.46 A 0.46 W 2.07 W 22 %
6 V 6.48 Ncm 138 rpm 0.47 A 0.94 W 2.82 W 33 %
7.5 V 6.48 Ncm 203 rpm 0.48 A 1.38 W 3.60 W 38 %
9 V 6.48 Ncm 272 rpm 0.49 A 1.85 W 4.41 W 42 %
10.5V 6.48 Ncm 338 rpm 0.49 A 2.30 W 5.15 W 44 %
12 V 6.48 Ncm 405 rpm 0.50 A 2.75 W 6.00 W 46 %


EV3 large

Drehkraft

Drehzahl

Stromstärke

Mechanische
Kraft

Elektrische
Kraft

Wirkungsgrad

4.5 V

17.3 Ncm

24 rpm

0.69 A

0.43 W

3.10 W

14 %

6 V

17.3 Ncm

51 rpm

0.69 A

0.92 W

4.14 W

22 %

7.5 V

17.3 Ncm

78rpm

0.69 A

1.41 W

5.17 W

27 %

9 V

17.3 Ncm

105 rpm

0.69 A

1.90 W

6.21 W

31 %

10.5 V

17.3 Ncm

132 rpm

0.69 A

2.39 W

7.24 W

33 %

12 V

17.3 Ncm

153 rpm

0.69 A

2.77 W

8.28 W

33 %


EV3-medium

Drehkraft

Drehzahl

Stromstärke

Mechanische
Kraft

Elektrische
Kraft

Wirkungsgrad

4.5V

6.64 Ncm

24 rpm

0.35 A

0.17 W

1.57 W

10 %

6 V

6.64 Ncm

72 rpm

0.35 A

0.50 W

2.10 W

24 %

7.5 V

6.64 Ncm

120 rpm

0.35 A

0.83 W

2.62 W

32 %

9 V

6.64 Ncm

165 rpm

0.37 A

1.15 W

3.33 W

34 %

10.5V

6.64 Ncm

207 rpm

0.37 A

1.44 W

3.88 W

37 %

12 V

6.64 Ncm

249 rpm

0.37 A

1.73 W

4.44 W

39 %

Nach oben

Die Geschwindigkeit von 43362 Motor ist rund 12% niedriger als die Geschwindigkeit von 71.427. Obwohl dies im Bereich von Variationen von Steve Baker aus einer Reihe von neun 71427 Motoren, meine Messungen an drei 71427 und zwei 43362 zeigten die 12% Differenz zwischen den beiden Gruppen.

Die RC-Zug Motor hatte einen schlechten Wirkungsgrad und liefert wenig Drehmoment bei niedriger Spannung (er war nicht in der Lage, sich unter 6V mit 0,85 Ncm zu bewegen). Der PF Zug Motor hat eine deutlich verbesserte Effizienz, sogar besser als der alte 9V Zug Motor.

Geschwindigkeit und Stromstärke vs. Drehkraft


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Synthese-Charts

(Charts wurden aktualisiert am 4. Juli 2012: 5292, die Motorwerte waren falsch))
Diese Diagramme stellen eine Zusammenfassung der oberen Kurven dar. Das Aussagekräftigste zeigt die verschiedenen Motoren, sortiert nach Höchstleistung von 9V.
Weil die Drehzahl-/Drehmoment-Kurve linear ist, liefert ein Motor Maximalleistung, wenn die Ladung ihn verlangsamt bis zur Hälfte der Geschwindigkeit ohne Ladung.
.

Im folgenden Chart sind die Motoren nach Drehmoment und ohne Last-Drehzahl sortiert (natürlich hängt dies stark vom internen Untersetzungsgetriebe der Motoren ab!!!). Das Drehmoment-Diagramm listet Drehmomente beim Halb-Geschwindigkeits-Punkt.

Schutzmaßnahmen

71427 and 43362 Motoren sind von Manipulationen durch zwei Geräte geschützt:

    • ein PTC thermistance (hier ein Epcos B1056). Dieser Widerstand ist in Serie mit dem Motor montiert, hat einen niedrigen Wert, wenn es kalt ist (etwa 1,7 Ohm), schnell wachsend, wenn die Temperatur steigt. Wenn ein großer Strom durch den Motor fließt, steigt die Eigenerwärmung und der Widerstands-Wert, so wird der Strom durch Spannungsabfall thermisch begrenzt.
    • eine BZW04-15B, bidirektionale Transient-Voltage-Suppressor-Diode. Diese Diode schützt den RCX vor großen Spannungsspitzen, die durch den Motor erzeugt werden könnten. Aber es ist auch untersagt, mehr als 15V an den Motor zu schicken ...

Ein ähnlicher Schutz ist in 47154 Motoren integriert, wie auf diesem Foto zu sehen. Der NXT-Motor ist auch mit einem PTC thermistance und Transient Voltage Suppressor-Diode geschützt (D4 auf diesem Bild).

Die Ausgänge des RCX sind auch vor Überlastung geschützt: der verwendete Motor-Chip-Treiber (Melexis MLX10402 - Datenblatt) hat eine Strombegrenzung auf 500 mA eingestellt, und eine thermische Abschaltung, welche die Ausgabeabschaltet, wenn die Temperatur zu sehr ansteigt.

Hier ist die Kurven-Einschränkung, die ich an einem RCX gemessen habe. Er wurde von einem externen geregelten Netzteil mit Spannung versorgt und getestet bei 9V (6 Alkaline-Batterien) und 7,2 V (6 NiCd-oder NiMH-Akkus).

Es besteht ein erheblicher Spannungsabfall vor Erreichen der Strombegrenzung (500 mA). Wenn ein Motor zum Stillstand gekommen ist 71427 erhält er nur etwa 7V bei 300 mA, während zwei 71427 oder eine einzelne 2838 fast eine parallele Strombegrenzung erreichen (5,5 V / 430mA).

Wenn also alle drei Ausgänge kurzgeschlossen sind, wird insgesamt mehr als 1,5 A Strom verbraucht, höchstens die Sicherung schützt den RCX. Diese Bedingung sollte unter normalen Umständen nicht passieren, auch wenn alle drei Ausgänge mit 2 festgefahrenen 71427 Motoren bestückt sind ...

Ich hatte auch einen Blick in die aktuelle Stromaufnahme des 8475 RC Race Buggy. Der Haupt-Ausgang treibt parallel zwei Motoren 5292 an, die mehr als 3A verbrauchen, wenn diese geblockt werden. Und in der Tat scheint es eine Strombegrenzung von etwa 4A zu geben, und eine thermische Abschaltung wie bei dem RCX Motortreiber.

Maximale mechanische Leistung vom RCX-Ausgang erhalten

Mit einer unlimitierten Stromversorgung (frische Batterien zum Beispiel), sorgt ein DC-Motor für maximale mechanische Leistung, wenn die Hälfte des geblockten Drehmoments geladen ist. Dieses ist auch die Last, in der die Drehzahl die Hälfte der Leerlaufgeschwindigkeit ist (diese nimmt ideale Bedingungen wie niedrige interne Friktion an, aber entsprechend den Lastkurven, die oben gezeigt werden, ist diese genau genug, um nützlich zu sein).

Aber mit dem RCX Ausgang tritt etwas Spannungsabfall auf, und die Beschränkung der Stromaufnahme kann auch innen ausgelöst sein, wenn zwei Motoren unter großer Last auf dem gleichen Ausgang angesprochen werden.

Hier sind die Kurven, die die mechanische Leistung im Vergleich zum geladenen Drehmoment für verschiedene Motor-Kombinationenaufzeigen. Der RCX wurde extern von einem geregelten Netzteil mit Spannung versorgt, und ich habe die mechanische Leistung bei 9V (entspricht 6 Alkaline-Batterien) und 7,2 V (6 NiCd-oder NiMH-Akkus) gemessen.

RCX angetrieben durch eine externe geregelte Stromversorgung durch zwei gefälschte Batterien.

Achtung: Ich übernehme keine Haftung wenn der RCX mit falscher Spannung betrieben wird!

Die gefälschten Batterien werden mit den abgesägten Enden der alten Alkaline-Batterien mit Heißleimstäben verschmolzen

Caution: Batterien enthalten gefährliche Chemikalien, die gefährlich sein können für die Gesundheit. Öffne diese auf eigenes Risiko und nur wenn Du weißt, was du tust!

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Man kann anhand der Kurven sehen, dass der RCX mit NiMH-Akkus betrieben werden kann. Die niedrigere Spannung sorgt für 40% niedrigeres Drehmoment.

Einzel Motor Kurven



Paralelle Motor Kurven

Zwei identische Motoren werden vom selben RCX angetrieben und die Wellen werden mechanisch miteinander verbunden.


Wegen der höheren Stromaufnahme von 47154 und 2838 Motoren, wird die Verwendung von zwei Motoren auf dem gleichen RCX Ausgang nicht empfohlen, da die gegenwärtigen RCX Beschränkung übersteigen, wenn sie schwer gefordert werden. Bei 0.8 W liefern zwei 71427 sicher die größte mechanische Energie von allen.

Zusammenfassung

Jeder dieser Motoren hat einzigartige Eigenschaften, die es mehr oder weniger verwendbar für verschiedene Anwendungen macht.

    • Mikromotor 2986 ist am besten, wenn Raum und Gewicht am Wichtigsten sind. Aber seine mechanische Leistung ist sehr gering.
    • Technic Motor 2838 ist eine echter Leistungsmotor, mit schlechtem Wirkungsgrad, aber er kann 30% mehr Leistung als Minimotor liefern.
    • Minimotor 71427 ist vermutlich der beste Artist der gesamten Palette.
    • Der neue 43362 entspricht in etwa 71.427, mit leicht verminderten Leistungen. Aber sein geringes Gewicht kann ein Segen für viele Anwendungen sein.
    • Klarer Fall 47154 bietet eine höhere mechanische Energie als 71.427, aber für den Preis eines etwas niedrigeren Wirkungsgrad.
    • RC Race Buggy Motor 5292 ist wirklich mächtig, aber benötigt eine Versorgungsspannung bis zur Aufgabe. Es ist keine gute Idee, ihn mit einem RCX amit 500 mA Strombegrenzung zu verwenden, er wird es nicht zulassen, die Kraft zu entfesseln ...
    • NXT-Motor liefert ein hohes Drehmoment dank seiner internen Untersetzungsgetriebes. Aus diesem Grund dreht er auch langsamer und der Wirkungsgrad ist etwas reduziert. Dieser Motor könnte an einem RCX dank eines Adapterkabels angeschlossen werden, aber das ist nicht für die Verwendung auf einem RCX empfohlen, da der hohe Strom den sie verbrauchen können, zu viel ist für den RCX mit 500 mA Strombegrenzung.

Lego Motoren

Vorsicht! Obwohl die Motoren mit einer 12V-Versorgung geprüft wurden, gebe ich keine Garantie, dass sie die Extralast für einen längeren Zeitraum aushalten. Die Verwendung ist Dein eigenes Risiko!

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LEGO® Power Functions Servomotor

Hier geht es zur Homepage von Philo.



Dieses Power Functions Element erschien zuerst 2012 Rock Crawler set (9398), um zu lenken. Wie RC Servos, dreht er innerhalb eines begrenzten Bereiches (-90 ° bis +90 °) in Reaktion auf ein Steuersignal. Als ein Power Functions Mitglied, ist es vollständig in diesem System integriert, und erhält seine Position durch die C1/C2 Linien, und seine Kraft aus den Versorgungsleitungen. An einem normalen Motor, C1/C2 steuern die Motordrehzahl, hier setzen sie die Winkelposition der Welle.

Dieser Artikel beschreibt das Verhalten des PF Servomotor und wie gut er es erfüllt.

Schau auch diese excellente Video Präsentation von Sariel.

Versuchsaufbau

Der Versuchsazfbau ist ähnlich dem, wo die Motoren verglichen wurden. Der Servo wird von einem Labor Netzteil mit Strom versorgt, durch einen Mindsensors PowerMeter sensor um den Strom zu messen Ein Hightech Angle sensorüberwacht den Winkel. Gewichtanheben stellt die Last dar - mit einem kleinen Nachteil, die Last wird immer in der gleichen Richtung ausgeübt... C1/C2 Linien des Servo werden direkt verbundenum den NXT Anschluss B zu messen , ermöglicht eine vollständige Kontrolle des Servo durch Variation "Leistungspegel" (eigentlich PWM duty cycle) an diesem Port. Hier ist ein Beispiel der NXC Programme, die Philo bei den Tests verwendete.

Proportional?

Einer der ersten Frage, die gestellt wurde, wenn der Servo erschien, war: "Ermöglicht er proportionale Wirkung, oder nur rechts / Mitte / links Positionierung?" efferman hatte bald ein Video gepostet, welches eine proportionale Steuerung zeigt, wenn man den PF speed controller nutzt. Aber dieses Teil erzeugt nur einzelne Fahrstufen - was passiert zwischen den Schritten?

Philos Versuchsaufbau nutzt den NXT um den C1/C2 Linien zu erlauben, jeden Wert zwischen -100% and +100% zu verwenden, und wie in dem Video unten gezeigt, weist der PF Servo nur sieben Positionen auf jeder Seite der Neutralen.

Verhalten des Servomotors

Der Stellmotor ist mit dem folgenden Skript versehen:

      • beginnen wir mit voller CCW Position (PWM Satz bei voller vorne, Servo mechanischen Anschlag, Lastgewicht bei niedrigeren Position). Winkel etwa 0 °
      • bei t = 2s, wir senden dem Servo den Befehl, um die volle CW Position zu gehen (PWM setzt eine volle Umgekehrdrehung. Lastgewicht wird an oberer Position gehoben). Winkel etwa 180 °
      • bei t = 4s, senden wir dem Servo den Befehl in eine neutrale Position zu drehen. (PWM set at 0°)
      • bei t = 6s, wir gehen wieder auf volle CCW-Position.
      • bei t = 8s, zurück zu neutral.


        No load


        4.3 Ncm


        8.5 Ncm

        Wir sehen aus diesen Diagrammen, die - wie erwartet -wie die Leistung durch Servomotor steigt mit dem Drehmoment Spitzenstrom at 8.5Ncm erreicht eine Last von 600mA.Während der Servo bald eine Position erreicht, in der Nähe des Ziels, kämpft er mehr und mehr um die erhöhte Last zu erreichen.


        Shaft angle curves under various loads

        In diesem Diagramm habe ich die drei Wellenwinkel Kurven dargestellt unter verschiedenen Belastungen. Wir sehen, dass es eine kleine Pause zwischen dem Start und des Rotationsstartschrittes gibt(ungefähr 0.12s).Es dauert dann 0.12s um um 90° zu rotieren. Die komplette Reaktionszeit ist ca. 0.25s für eine 90° Drehung, 0.36s für eine volle 180° Drehung. Es gibt wenig Drehzahländerung mit erhöhter Last, um eine gute Annäherung an den Zielwinkel zu erreichen, die endgültige Einschwingzeit erhöht sich deutlich.Wir können auch zu sehen., dass der endgültige Winkel von der Last abhängt. Ich weiß nicht, ob dies durch schlechte Regulierung verursacht wird, durch Spiel in der Innenverzahnung des Servos oder Elastizität in seinem eigenen Prüfstand.

Überlastung

Wenn die Last auf der Servowelle weiter zunimmt, passieren neue Dinge, wie auf den Kurven dargestellt. Blaue Kurve ist aktuell verbraucht wird, rote Kurve Winkeländerung im Leerlauf, als Referenz erstellt. Rosa Kurve zeigt Wellenwinkel bei Volllast.


12.8 Ncm, 9V supply.

Den Zielwinkel zu erreichen dauert jetzt viel länger, etwa 1,7 Sekunden, um von -90 ° bis +90 ° zun erreichen. Aber der wirkliche Unterschied ist, dass das Servo nicht auf dem Ziel-Winkel zu halten ist! Sobald der Zielwinkel erreicht ist, sehen wir, dass die Belastung der Welle zurückfährt auf -90 ° Position. Dies bedeutet, dass, sobald der Servo sein Ziel erreicht hat, er nicht versucht seine Position zu korrigieren und zu halten wie es ein regulärer Servo tun würde. Und sehr wahrscheinlich ist es nicht einmal möglich, den Motor durch Kurzschluss abzubremsen (oder nur kurz). Die Last kann somit relativ leicht wieder den Servo zurück drehen, sobald die innere Reibung überwunden wird.


12.8 Ncm, 7.2V supply.

Die obige Grafik zeigt den gleichen Schwerlast Test, diesmal mit einer 7,2 V Versorgungsspannung (die Nennspannung 6 AA NiMH-Zellen) durchgeführt. Wir sehen, dass selbst bei dieser geringen Spannung der Servomotor sehr mächtig ist (nur die Hochlaufzeit ist langsamer), und natürlich sehen wir das gleiche wieder beim Antrieb durch die Last.

Eine andere Möglichkeit den Servomotor zu überlasten, ist seinen normalen Weg zu blockieren.


+/- 45° blocked travel

In der obigen Tabelle, legte ich zwei Stationen auf jeder Seite der Servowegbegrenzung auf + / -45 °. Wir sehen, dass nach einem kurzen normalen Zug die 45 ° erreicht werden. (bei niedrigem Strom, da keine äußere Belastung), der Servomotor trifft den Anschlag. Dort wird der Strom auf den Maximalwert (900mA) für eine kurze Zeit erhöht(weniger als 0.25s), dann versucht der Servo zu stoppen, und bleibt im Leerlauf, bis es einen anderen Befehl erhält.Das bedeutet, dass kein Schaden am Servo entsteht, wenn er versehentlich auf seinem Weg blockiert wird - natürlich empfehle ich das nicht als gängige Praxis.