伺服電機的轉(zhuǎn)子慣量
發(fā)布者: admin 時間:2024/6/21 17:16:23
伺服電機慣量是伺服電機的一項重要指標。它指的是轉(zhuǎn)子本身的慣量,對于電機的加減速來說相當重要。慣性大小與物質(zhì)質(zhì)量相應(yīng)慣量J=∫r^2dm其中r為轉(zhuǎn)動半徑,m為剛體質(zhì)量慣量。
電機的轉(zhuǎn)子慣量是電機本身的一個參數(shù)。單從響應(yīng)的角度來講,電機的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)小為好。但是,電機總是要接負載的,負載一般可分為二大類,一類為負載轉(zhuǎn)矩,一類為負載慣量。
一般來說,小慣量的電機制動性能好,啟動,加速停止的反應(yīng)很快,適合于一些輕負載,高速定位的場合。如果你的負載比較大或是加速特性比較大,而選擇了小慣量的電機,可能對電機軸損傷太大,選擇應(yīng)該根據(jù)負載的大小,加速度的大小等等因素來選擇,一般有理論計算公式。
低慣量與高慣量區(qū)別
伺服電機的慣量由轉(zhuǎn)子自身的質(zhì)量,以及外加的負載而組成。慣量越大,物體的運動狀態(tài)越不容易改變。無論旋轉(zhuǎn)運動的部件,還是直線運動的部件,都成為電機的負載慣量,它們的大小有不同的計算方法,因為計算公式較多,就不一一列舉了。
慣量對伺服電機運行的影響
電機軸上的負載慣量大小,對電機的靈敏度和整個伺服系統(tǒng)的精度將產(chǎn)生很大的影響,通常,當負載小于電機轉(zhuǎn)子慣量時,上述影響不大,但當負載慣量達到其至超過轉(zhuǎn)子慣量的5倍時,會使伺服放大器不能在正常調(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作。所以對這類慣量應(yīng)避免使用,所以在設(shè)計負載時,應(yīng)盡可能地減小體積和重量。
伺服電機慣量問題
在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中,常會碰到慣量問題。其具體表現(xiàn)為: 在伺服系統(tǒng)選型時,除考慮電機的扭矩和額定速度等等因素外,我們還需要先計算得知機械系統(tǒng)換算到電機軸的慣量,再根據(jù)機械的實際動作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機;在調(diào)試時,正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提。此點在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出,這樣,就有了慣量匹配的問題。
什么是“慣量匹配”?
1、根據(jù)牛頓第二定律:進給系統(tǒng)所需力矩T=系統(tǒng)傳動慣量Jx角加速度θ角。加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性,θ越小,則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長,系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化,則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢,影響加工精度。由于馬達選定后最大輸出T值不變,如果希望θ的變化小,則J應(yīng)該盡量小。
2、旋轉(zhuǎn)運動件的慣量折合到馬達軸上的慣量組成。 JM為伺服電機轉(zhuǎn)子慣量,伺服電機選定后,此值就為定值,而JL則隨工件等負載改變而變化。如果希望 J變化率小些,則最好JL所占比例小些。這就是通俗意義上的“慣量匹配”。
轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,大、中、小各有各的用途,小慣量的高速往復(fù)好,大慣量的本身慣量大,機床上用好點。伺服電機需要慣量匹配,日系列10倍與電機慣量左右(不同品牌有差異),歐系的20左右。一般來說歐系的慣量都小,因為他們電機做的是細長的。