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伺服電機慣量是什么意思?伺服電機“慣量匹配”的含義

作者: 深圳市日弘忠信實業(yè)有限責任公司發(fā)表時間:2024-03-05 14:42:35瀏覽量:168

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文本標簽:伺服電機

  松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講伺服電機慣量是什么意思?伺服電機“慣量匹配”的含義。

  伺服電機慣量指的是電機旋轉時所具有的慣性量,它通常用轉動慣量J來表示,單位為kg·m2。慣量大小主要取決于電機自身質量、幾何形狀和質心位置等因素。

伺服電機

  伺服電機慣量對控制系統(tǒng)的性能有著重要的影響,是影響電機轉速、轉矩和控制精度等關鍵參數(shù)的重要因素之一。當需要對電機進行快速加速、減速、反向等運動時,如果慣量過大,會導致運動不流暢、控制精度下降、響應時間增長等問題。因此,準確地計算和估算伺服電機慣量非常重要。

  伺服電機慣量的計算一般方法是將電機(或電機轉子)看作一塊實心輪轂,其轉動慣量可用公式j = k·m·r2計算,其中k為系數(shù),可取為0.5~0.7,m為電機或電機轉子的質量,r為電機或電機轉子的半徑。但這個公式并不適用于所有類型的電機,對于一些復雜的結構如帶減速器的電機,需要采用更復雜的計算方法。

  降低伺服電機慣量的方法包括減少電機質量、優(yōu)化電機結構和材料、增加伺服控制器響應速度以及應用高效率的減速器等。這些方法可以有效地提高伺服電機的運動精度和響應速度,從而實現(xiàn)更準確和穩(wěn)定的控制。

  那到底什么是“慣量匹配”呢?

  伺服電機“慣量匹配”的含義

  其實也不難理解,根據(jù)牛二定律:

  進給系統(tǒng)所需力矩= 系統(tǒng)轉動慣量J × 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)反應越慢。如果θ變化,則系統(tǒng)反應將忽快忽慢,影響加工精度。

  伺服電機選定后最大輸出值不變,如果希望θ的變化小,則J就應該盡量小。

  而上面的,系統(tǒng)轉動慣量J=伺服電機的旋轉慣性動量JM + 電機軸換算的負載慣性動量JL。

  負載慣量JL由工作臺及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉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,則最好使JL所占比例小些。

  這就是通俗意義上的“慣量匹配”。

  一般來說,小慣量的電機制動性能好,啟動,加速停止的反應很快,高速往復性好,適合于一些輕負載,高速定位的場合。中、大慣量的電機適用大負載、平穩(wěn)要求比較高的場合,如一些圓周運動機構和一些機床行業(yè)。

  所以伺服電機剛性過大,剛性不足,一般是要調控制器增益改變系統(tǒng)響應了。慣量過大,慣量不足,說的是負載的慣量變化和伺服電機慣量的一個相對的比較。

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