伺服电机转子惯量匹配问题 点击：7912 | 回复：161
1、所谓惯量匹配，是指电机转子的惯量与负载惯量之间的关系；
2、什么算匹配，这与碰撞理论一致，当两个惯量相同的物体发生碰撞时，则会发生一个物体的动量状态完全传递给另一个物体，我们称此种现象为惯量匹配；
3、什么叫不匹配，这与碰撞理论一致，当一个物体与另一个惯量相比无穷大的物体发生碰撞时，则会发生这个物体的动量状态翻转，而惯量无穷大的物体运动状态不变，我们称此种现象为惯量不匹配；
4、所以电机的转动惯量与负载的转动惯量相等时（传动比=1），为惯量匹配；
5、如果传动比=10，那么电机的转动惯量等于负载折算到电机轴的惯量（负载惯量/100），为惯量匹配；
6、可是电机的转子惯量不可能做得那么大，而且转子惯量大，增大了电机动力的无用负荷，所以一般规定负载惯量与电机惯量的比在一定范围内，例如笨鸟说的(5～20)；
8、一般原则是负载惯量大电机转子的惯量大，反之，负载惯量小要求电机转子的惯量也小；
9、一般情况下，电机转子的惯量远小于负载惯量；
引用 笨鳥慢飛 的回复内容：
……在呈現單一或整體的個體加上匹配那就需兩種以上個體帶有動能的個體(如 電機 +減速機 (齒輪)) 及被傳動個體(如轉台 絲桿)符合電機的慣量 X (5－－-20) >= 系統整個慣量 這樣的條件 才是匹配符合電機的慣量 X (5－－-20) >= 系統整個慣量 這樣的條件 才是匹配
1、伺服与负载的惯量匹配，就是伺服与负载的惯量相等；
2、但是，这样会影响系统的效率，因为电机本身再拖动中是一个很大的负担或者无用功；
3、所以将电机的惯量适当减小，但不能相差太大，这样就出现了“電機的慣量 X (5－－-20) >= 系統整個慣量 這樣的條件 ”；
伺服中转动惯量的含义：
伺服电机的转子因为本身的质量和一定的旋转截面积，就具备了一定的转动惯量，电机与机械负载部分固定后整个旋转体的等效转动惯量等于电机的转动惯量+负载部分的转动惯量/传动比^2，负载部分的转动惯量如果多级传动可以分解、递归，不再展开。
按照T=J.ε的公式，我们知道当电机给定力矩T一定的条件下，负载转动惯量J越大的物体，它被拖动时的加速度ε越小，反之加速度ε越大。伺服驱动（步进除外）是一个闭环系统，如果负载转动惯量J很大时，在位置模式、速度模式下，需要负载物体按照某个加减速曲线去工作时，问题就来了，因为电机的输出力矩是受到限制的，当控制给定的加速度过大，实际的加速度肯定跟不上，这时跟踪误差会逐渐加大，跟踪的相位也超出闭环控制的控制范围，最终控制系统会失效、发散乃至崩溃，所以伺服系统要限制伺服电机的负载转动惯量范围，负载惯量太大肯定不行。那么惯量太小行吗？负载惯量太小时，控制不存在失效崩溃的问题，也由公式分析T=J.ε，在加速度较小时，因负载惯量小，需要的力矩也很小，需要静止或微动时，力矩调节的敏感度会较高，容易引起高频振荡，现在好的伺服能够实时根据惯量进行参数的整定，负载惯量小已经不是问题，但惯量过大是肯定不行的。
根本不存在伺服电机与负载惯量之间碰撞的说法，请发表该言论的老师谨言。
4、就好像一列火车，有好多车皮相互连接而成，车皮与车皮之间有相对运动，有内力的作用，大家坐过火车的人都有这种感性知识；
5、那么火车正常低速或高速匀速运动时，那么系统处于平衡运动状态，各部分之间没有相对运动，包括坐在座位上的人，都处于平衡状态，这时候系统内不存在内力，不存在相对运动，就没有惯量匹配的问题；
6、而在火车起步、加速、减速、转弯、刹车、停车……等瞬间，系统内部各部分之间就会发生相对运动，就有各部分之间的内力作用，由于是发生在瞬间，所以可以认为是各部分之间的相互碰撞，这种碰撞是可以听得见、看得着的，坐过火车的人都知道，所以此时系统内部才有惯量匹配的问题！
1、在碰撞理论中，当两个质量相同的物体，相互碰撞时，一个物体把他的动量完全传递给另一个物体；
2、在碰撞理论中，当两个质量相差无穷大的物体，相互碰撞时，质量小的物体动量翻转180°，状态变化十分剧烈；
3、我们把1的情况，叫惯量匹配，把2的情况叫惯量不匹配；
4、在生产、生活中，人们巧妙地运用着上述理论，根据需要可以用1，也可以用2，举例说：
1）当你用手抓榔头柄，打桩或砸石头时，你会发现用质量小的榔头时，你的手会感到震动剧烈而十分难忍，甚至出了血泡、屌了皮，恰恰用质量大的榔头时，手感觉良好，这是因为质量大的榔头惯性大，状态不易改变；
2）在火车车皮的配备中，重车皮与重车皮组合在一起，轻车皮与轻车皮组合在一起，这样车皮与车皮之间的相互作用就小一点，车皮与车皮之间的撞击声就小得多！
老劉喜歡愛抬槓的老頭子 所以他會堅持死都不認錯 他比我還笨 偷吃還不知擦嘴 好發表但治學態度不夠嚴謹 以致內容對中有錯 被批判的無路可逃 他就開始轉移話題 或是轉移跑道 你硬他就軟 你軟他就硬
平動應該直線運動 那做平動的物體 怎會叫"質量"
26F的圖雖然可解釋成慣量匹配 他真正說明是能量守恆(不滅) 硬要把傳動與碰撞畫上等號 你矇誰
你知電機有扭力 有慣量 確不知電機有 高中低貫量之分 這也就是(5－－-20)的由來
另外告訴你低貫量1HP電機其扭力比高貫量500w還小 講伺服電機的功率是在額定轉速時的功率
你可能也沒想到 伺服電機在速度=0 其扭力是最大
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