基础疑问:伺服电机的转子惯量和输出转矩 点击:5335 | 回复:18



朦朦胧胧

    
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发表于:2006-08-17 08:49:00
楼主
伺服电机选型的时候,常碰到电机转子惯量与输出转矩这两个基本概念。本人对这两个东西理解不深,谁能给个详细些的解释,这两个量之间有联系吗?选型的时候哪个优先考虑



阿沃德沈

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发表于:2006-08-17 13:38:00
1楼
这应该是一个功率匹配和惯量匹配的问题吧,两个都要符合要求,我更习惯先考虑转矩。

沈阳老宋

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发表于:2006-08-17 21:47:00
2楼
电机选型必须考虑的2个问题,很多人在选型时候不知道需要考虑惯量匹配,而且好像也没有什么问题,这是因为他经验不够,瞎猫撞死耗子。惯量不匹配,电机就不用调整拉,严重时候会产生振荡或报警。有兴趣私下联系:shenyang@bjservo.com

朦朦胧胧

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发表于:2006-08-18 12:37:00
3楼
我知道电机惯量在选型的时候相当重要,尤其是在响应速度方面。这里有个疑问:电机拖动的负载惯量能不能通过加减速器进行改变?例如一台伺服电机的转子惯量为2(单位不加了),现在要拖动一转轴,经实际测量折算到该转轴上的负载惯量为30,为了让负载惯量和电机转子惯量匹配,能不能在负载转轴上加个减速器,让它的负载惯量变小啊?

杜福嘉

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发表于:2006-08-18 14:32:00
4楼
加减速器可以减小折算到电机轴上的转动惯量,关系为:
电机轴上的转动惯量=负载转动惯量/减速比^2.
不过有个问题要注意,就是加了减速器之后,增加了传动环节,对控制精度会有影响.

朦朦胧胧

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发表于:2006-08-18 15:13:00
5楼
谢谢杜福嘉的回复,还有点疑问,就是一般伺服的负载惯量与电机转子惯量比为多少时最好,是1:1吗?

刘岩利

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发表于:2006-08-18 20:39:00
6楼
"就是一般伺服的负载惯量与电机转子惯量比为多少时最好"
看伺服的规格表

沈阳老宋

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发表于:2006-08-18 22:52:00
7楼
日本伺服一般小惯量可以到30倍,不过最好不要这么高,惯量比大拉,电机很难调整,需要相当的技术与经验,个人感觉中惯量以上的小于6倍,比较容易接受。

aswd2001

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发表于:2006-08-21 16:26:00
8楼
请教老宋:
惯量比主要是用来衡量伺服系统的调速性能的好坏,
现在的伺服电机力矩越做越大,而电机自身的惯量越做越小,
在负载不变的情况下,惯量比越来越大,
所以从另一个角度讲:由于力矩大了其加减速能力不也越好了吗?
系统的调速性能也越好才是啊。

朦朦胧胧

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发表于:2006-08-22 09:21:00
9楼
几天没来了,感谢各位的答复!
关于刘老师和沈阳老宋的解答,我也略知一些。
一般日本的伺服负载惯量都可以达到电机转子惯量的30倍以内,有的甚至可以到100倍。问题是在电机选型的时候,如果都只考虑30倍以内的话,那同一系列有好多选择。我希望知道的是最佳配比,这样方便我电机的选型?

沈阳老宋

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发表于:2006-08-22 23:13:00
10楼
TO:aswd2001: 
原则上讲,电机拖动只与力拒有关,不过,伺服是一个实时调整系统,惯量比匹配是针对微观调整而言的,如果惯量比不匹配,那就只有通过PID伺服算法补偿,这样其实是很难调整出一套可以用来工作的参数的。一般结果是或者振荡,或者报警。电机惯量比匹配并不一定是转子与负载的比值。如果有一天电机可以做的足够小,产生足够的推力,有足够的响应速度,那我想,惯量比匹配可能会放大到10000倍也不一定。哈哈
TO  朦朦胧胧: 
惯量比达到100倍,书上讲有办法调整,实际操作,有几个人有这个经验,可以保证伺服正常工作?一般讲如果惯量比达不到匹配,最好的办法是加减速机,不过,这要受速度与精度以及成本的限制。伺服选择一般如下:
1,扭矩。2惯量比。3是否配备减速机。4,外形尺寸,5精度,6成本。可能还有其他因素。有一个简单办法,就是交给你的供货商帮你选,但这样这就要求你能找到好的供货商,就像我们公司这样负责,有技术支持,有价格优势,有库存的供货商帮你计算。

刘岩利

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发表于:2006-08-23 18:01:00
11楼
如果惯量比不匹配,那就只有通过PID伺服算法补偿,这样其实是很难调整出一套可以用来工作的参数的。
很多时候,不是难不难的问题,而是驱动器上并非所有参数都可以无范围限制的调整。

邹公

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发表于:2006-09-08 17:31:00
12楼
请问,是不是说惯量大的马达,体积和扭力就应该大一些

刘岩利

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发表于:2006-09-09 09:38:00
13楼
请问,是不是说惯量大的马达,体积和扭力就应该大一些
这不是理论上的必然结果,但是大致就是这样了。

东海泡茶

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发表于:2006-09-13 14:23:00
14楼
刘版主,我有个疑问:计算扭力的时候其实已经考虑过了惯量,有一种说法是只要电机扭力足了惯量匹配肯定没问题。照此理论,如果我要想用另一款伺服替代已用的伺服,是不是只要找到扭力相当的就可以了,不需要考虑惯量匹配问题了(因为我的负载没有变化)??

东海泡茶

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发表于:2006-09-13 14:30:00
15楼
也请楼上各路高手发表一下见解。

刘岩利

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发表于:2006-09-13 17:47:00
16楼
我要想用另一款伺服替代已用的伺服,是不是只要找到扭力相当的就可以了,不需要考虑惯量匹配问题了
你的负载没变,但是你的电机不是变了吗?惯量比是否合适当然还要看一下

沈阳老宋

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发表于:2006-09-14 21:41:00
17楼
“有一种说法是只要电机扭力足了惯量匹配肯定没问题”,没错,关键是足到什么程度算“足”。记住,伺服电机需要的扭矩其实是动态下的控制扭矩。是在瞬间不停变化的。除去力,还有一个时间问题。

大地勇士

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发表于:2007-01-31 10:47:00
18楼
加速转矩=惯量×角加速度


惯量超大,即使电机过载处于煞车状态也很难快速停下

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