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电机惯量的疑问 点击：15510 | 回复：181



ShowFine

    
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发表于：2008-07-16 08:56:44
楼主

我们选伺服电机，一般为了高速定位，资料上都推荐负载惯量比电机转子惯量，不大于3。

可是我就不明白了： 这关电机转子惯量啥事？ 电机只管输出转矩就行了！ 换句话说，两台电机输出同样的假设可以输出同样的力矩，那么应该是电机转子惯量越小的越好啊！ 因为电机克服自身惯量所需要的力就少了！  而且电机惯量越小，越利于高速启停啊。

那为啥还得电机惯量和负载惯量匹配呢？ 那位能给讲明白？谢谢！

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踏沙行

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发表于：2008-07-18 10:37:59
21楼

to raghfdgadfs :

"说到多少倍，也要是针对起停的频率，这就是加速与减速的时间问题了。如果做长时间平速动动，你多些加速的时间，基本上这就不是问题。 "

再次说明是可以参照

角加速度=启动力矩/（负载转动惯量+电机转子转动惯量）

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踏沙行

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发表于：2008-07-18 10:41:38
22楼

,to  转动惯量 :
"最大启动力矩和电机转子转动惯量都是固定的.要想角加速度大,负载惯量就必须小! "

从公式：角加速度=启动力矩/（负载转动惯量+电机转子转动惯量）  来看，你的意见没有错误。只是现实情况有时候不允许。因为作为负载，运动状态如果固定，那么他的转动惯量就已经是定植了，所以更多的时候还是依靠力矩和电机转子惯量的改变，根据上述公式来进行调节大小。

 

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刘志斌

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发表于：2008-07-18 10:54:34
23楼

为了说明问题，我现举例说明几种情况：

1、大家都坐小车，如果小车的底盘很轻，你会有什么感觉？

2、惯性飞轮为什么要增大惯量？

3、为什么有重的鎯头，还有轻的鎯头，什么时候用重的，什么时候用轻的？

5、用一个质量小弹球去打击一个质量大的钢块，是谁被打飞了？

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刘志斌

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发表于：2008-07-18 11:07:17
24楼

6、这个问题既不是小马拉大车的问题，也不是电机惯量小，力矩就小的缘故！

7、之所以要“电机惯量和负载惯量匹配”的本质是，在电机与负载相互作用过程中，动量突变过程中，或者说出现冲击时，惯量小的一方加速度太大，速度变化太大的缘故！！！

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mcgrady

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发表于：2008-07-18 11:30:46
25楼

惯量的大小会影响电机的起停,如果惯量太小,电机无法快速的响应,在接到停止信号的时候,可能刹不住.

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刘志斌

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发表于：2008-07-18 11:31:42
26楼
8、就是说，在电机带动负载运行期间，电机转子与负载之间在惯量匹配的情况下，相互撞击或冲击的作用就很小！否则就很大！
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刘志斌

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发表于：2008-07-18 11:39:37
27楼

&ldquo；大家都坐小车，如果小车的底盘很轻，你会有什么感觉？&rdquo；

1、当小车底盘轻时，在路面不平时，就会出现激烈颠簸，这是因为车在与地面之间相互作用时，因为车的惯量小而产生的；

2、当你坐在车里，在激烈颠簸时，你会离开座位飞起来，是因为你的惯量太小，换一个200公斤的巨人就不会离开座位了；

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刘志斌

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发表于：2008-07-18 17:16:04
28楼

1、从公式：角加速度=启动力矩/（负载转动惯量+电机转子转动惯量） 来看，电机转子转动惯量越小越好！

2、而搂主的问题是，电机惯量和负载惯量匹配的问题：

1）电机惯量和负载惯量匹配的问题，考虑的不是“角加速度=启动力矩/（负载转动惯量+电机转子转动惯量）”！

2）电机惯量和负载惯量匹配的问题，考虑的是电机惯量和负载惯量之间的相互作用，与外力矩无关！

3）如果电机惯量和负载惯量不匹配，就会出现电机惯量和负载惯量之间动量传递时发生较大的撞击！！！

 

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枫叶

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发表于：2008-07-18 17:41:42
29楼

28楼说的很有道理，其实就是负载惯量的匹配问题

用过伺服驱动器的人都知道，伺服系统参数的调整跟惯量比有很大的关系，惯量比越大，参数调整越趋边缘化，也越难调整，振动抑制能力也越差。

所以惯量比大了，系统参数调整将会是一件很难做的事情。

在没有自适应调整的情况下，系统的默认参数在1-3倍惯量下，系统会达到最佳工作状态。

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firstrazor

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发表于：2008-07-18 20:15:04
30楼
基本同意刘志斌的，很形象地解释了惯量比关乎系统稳定性的问题。
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firstrazor

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发表于：2008-07-18 20:19:26
31楼
枫叶解释也同意。自适应调整就是测出实际系统的惯量比，这是一个已确定的系统中唯一与负载有关的变数。有了惯量比和其他一些系统固有参数，就可以决定控制系统的调整参数了。
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ShowFine

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发表于：2008-07-19 08:29:39
32楼

不同意以上几位的讲法。

在系统中，负载本身是耗能的，而电机转子本身其实也是负载，它也是耗能的。 所以总负载是电机转子+外围负载(本身来讲电机转子和负载就是连接在一起的，而它们和电机定子才是电磁的联系)。

而刘志斌提到的例子：2、当你坐在车里，在激烈颠簸时，你会离开座位飞起来，是因为你的惯量太小，换一个200公斤的巨人就不会离开座位了， 在这个例子中，其实应该是将人和车子做为一个整体负载来考虑， 而路面的凸凹则是外面施加力的因素（相当于电机输出的电磁转矩）。人飞起来不是因为什么惯量小，如果我将人绑在椅子上呢？还会飞吗？        这换算到负载上来讲，就是你的负载和电机轴之间的联轴器松了，那肯定不行，如果连接紧了，就不会有问题，因为其实他们都是一个整体，都是电机“定子输出的电磁转矩”的负载！

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蜡笔小新不吃青椒

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发表于：2008-07-19 08:45:46
33楼

LS的就没必要那么顶真的了,我觉得刘志斌讲的还满不错的

 

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ShowFine

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34楼

晕...什么叫顶真?

技术么，就应该是要认真的，不是有句话叫：真理越辩越明   吗？

我就是因为不明白这个问题，才来讨论的。 而且我相信其实有大部分的同行都没有真正明白这个问题。 大家都要讨论清楚不好？

呵呵，至于技术见解，我不同意别人的意见，这个完全正常的。要不然就不用讨论了。

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刘志斌

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发表于：2008-07-19 09:24:59
35楼

 

“负载和电机轴之间的联轴器松了，那肯定不行”

1、电机惯量和负载惯量匹配的问题，就是针对转子与负载之间的动量传递时的撞击及稳定性的问题；

2、楼上说的非常好，如果把转子与负载连成一个整体，那就是定子与负载的问题了，如果把定子与地球连成一个整体，那就是负载与地球之间的问题了；

3、其实你在说话中，早已接受“电机惯量和负载惯量匹配”的结论了，并且提出了解决的办法，就是将联轴器千万别搞“松了”，要紧固好！

 

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刘志斌

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发表于：2008-07-19 09:31:05
36楼

 

   “电机选型本质上还是要力矩，只不过一些工程计算上为负载力矩计算可能太麻烦，所以才有一个经验公式。 而这个经验公式依赖的依据是：一般来讲，惯量大的电机，那么输出的力矩也大。”

1、电机选型是要“力矩”；

2、电机选型也要“电机惯量和负载惯量匹配”

3、一个是做功的问题，一个是系统稳定的问题，它们之间是独立的概念问题，是两回事；

 

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firstrazor

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发表于：2008-07-19 09:46:18
37楼
再次同意一下刘志斌的说法
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刘志斌

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发表于：2008-07-19 10:37:36
38楼

 ；

我举个物理实验的例子：

1、两个质量、大小完全相同的小球，以不同速度在一条直线轨道上同向运动，在碰撞后，两球互换速度后同向运行；

2、两个质量、大小完全不相同切相差很大的小球，以不同速度在一条直线轨道上同向运动，在碰撞后，小球可能以原速度反向运行；

 ；

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波恩

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发表于：2008-07-19 10:46:17
39楼

"而这个经验公式依赖的依据是：一般来讲，惯量大的电机，那么输出的力矩也大"———这么多年来，业界这个似真似假的误导的源头正在于这个“一般来讲”！

以三菱的J2系列伺服为例，HC-KFS73型小容量超低惯量电机的转子转动惯量为1.51kg*cm*cm，HC-MFS73型小容量超低惯量电机的转子转动惯量为0.6kg*cm*cm，HC-UFS73型小容量扁平式电机的转子转动惯量为5.9kg*cm*cm，HC-SFS73型中容量中惯量电机的转子转动惯量为6.6kg*cm*cm，这4款电机的额定力矩同为2.4Nm或2.39Nm，而转子自身的转动惯量的差额已最高可达11倍之多，试问该如何套用1～3倍的负载惯量比的选型原则？

 

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刘志斌

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40楼

1、一台机器，总是由若干个部件构成，机器在运行一段时间后，各个部件之间会松动，也是同样的原因；

2、ShowFine 网友，如果你跟机器打交道时间长了，你就会发现有些“联轴器经常松动”，而有些“联轴器不经常松动”，除了联结的方法问题外，还有就是相互联结的两个物体之间惯量比的问题！

3、还有很多工作在剧烈振动条件下的机器设备，如打桩机、打夯机、冲床等等，铁匠打铁用的惯量很大的“铁砧子”等等！

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