电机惯量的疑问 点击：15510 | 回复：181
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作为系统，最终需要对付的惯量是电机惯量与负载惯量之和
对于同样的负载，那么负载惯量是一定的假设为Y， 我用两种电机驱动，一种惯量假设是X，另一种是10X； 那么第一种总惯量为X+Y，第二种为10X+Y， 很显然第二种的总惯量要大，那么电机所需要的力矩就更大！
那为什么对于可以输出同样大力矩的电机，我还得选个惯量大一点的电机呢？
所以我的意思是我先电机的时候以力矩最重要，在力矩满足的情况下应该是电机的惯量越小越好啊！ 因为这样的话，系统总惯量就小了！ 可是为什么还要电机惯量不得小于负载的三分之一！？
对于直驱电机来说，一般允许的电机-负载惯量比可达到100以上，而依然能保持很高的带宽~~~~~~~~这主要是因为负载直接连接，转子与负载一体，之间没有能量的往返，传动刚性非常大，不会因谐振而产生稳定性问题。~~~~~~~~~~
对于一般联轴器连接的系统，由于弹性形变，转子与负载柔性耦合，易导致谐振而不稳定。而减小负载惯量比是改善谐振问题的一种非常有效的办法，比值越小，弹性影响就越弱，其方法无外乎减小负载惯量，或增大电机惯量，或采用齿轮减速机，如89楼所述。
一般厂家都有小惯量电机和中大惯量电机以供选型。对于轻载或刚性很高的机器，多选用小惯量电机；重载或刚性较差的机器，多选用中大惯量负载。这样做的目的，主要就是为了减小负载惯量比，减弱谐振影响。
当然，对于同样的系统来说，选择大惯量电机，就牺牲了快速性，或者说靠增大驱动转矩来保持快速型，这就需要根据实际情况来决定，是通过牺牲快速性或多花银子来保证稳定性，还是牺牲一定的稳定裕度来保证快速性或省点钱了。矛盾呀~~~~~
至于1：1时的最优结论，是基于最优功率传递理论。但在实际选择中，由于传递比问题，在这里应用似乎不大合适。
看来“刘志斌”是打算跟“波恩”干上了，以上内容是“刘志斌”引自“波恩”回复“深圳伺服小江”于2008-5-31 11:22:19发布的主题帖“伺服电机的惯量选择” 的部分内容，回帖全文如下：（充分表达了“波恩”对运控系统中快速性与伺服电机惯量选配原则的观点，请注意运行平稳性不等完全同于系统的稳定性）
4楼 回复时间：2008-6-1 13:37:50
运动控制系统中伺服电机的惯量选配的最根本原则还是为了保障系统的加减速能力，如果片面追求电机惯量如何小，而不顾折算到电机轴的系统惯量，则仍然未必能够达到良好的系统加减速能力的匹配。
因此，系统不论惯量大小，如果需要追求系统加减速能力的话，适宜选用更小的惯量比或者用更大的力矩/总惯量表示的系统加减速能力。需要指出的一点是，此时如果又想追求系统的运行平稳性，则适当选择较大惯量的电机，牺牲一点系统的总加减速能力，也能收到一定好处。
如果不追求系统的加减速能力，则惯量比可考虑放大，不过如果系统的惯量比超大，则系统加减速时间较长，此时需考虑电机或伺服器的过载能力，必要的时候，需要进行限流工作。
to 电工A： 很难，各家的伺服系统基本上都会有负载惯量比的上限，比如三菱的伺服系统，超小惯量的，上限基本为30倍，小惯量/中惯量的基本为15倍，究其实质是受限于控制系统的稳定域，其实伺服驱动器对另一种类型的惯性环节：电机绕组的电感也往往有限制，曾经看过Kollmorgen的Servo Star系列的某款高端伺服驱动，就明确给出了绕组的电感范围2mH～12mH，下限是为了约束电流脉动，而上限则是受限于电流环的稳定域。
因此，伺服电机与负载的惯量比，就伺服本身而言，更多的受限于算法模型的增益与稳定性的折衷；就应用系统而言，更需关注系统总折算惯量与快速性的折衷。
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