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伺服电机转子惯量匹配问题 点击：7912 | 回复：161



王者之师－MadforG

    
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发表于：2012-12-18 21:18:15
楼主

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)；

7、电机转子与负载惯量之间的匹配与转子与负载之间的连接是柔性连接还是刚性连接有关；

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；

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-12-20 11:36:22
81楼

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！

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

是內力的作用嗎 你也真會瞎扯 那把動車的機車頭拿掉 路不能有上下坡 更不能轉彎

慣量的匹配在哪裡表現 在火車進站前 在哪裡開始減速 確時停在該停的位置

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ShowMotion

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发表于：2012-12-20 11:39:11
82楼
引用 刘志斌 的回复内容：11、所以要限制伺服电机的惯量，以提高有用功，提高系统机械效率；12、这一点与阻抗匹配相似：1）阻抗匹配，当电源的阻抗与负载的阻抗相等时，即阻抗匹配时，负载可以从电源获得最大功率；2）但是电力变压器，决不允许工作在阻抗匹配的条件下，因为电力变压器工作在阻抗匹配时，变压器本身的损耗占去总能量的1/2，输送电力的效率只有50%；
如何推导的？

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 11:44:30
83楼

13、那么伺服电机的惯量小，有益于有用功的提高，有益于机械效率的提高，那么伺服电机的惯量是不是越小越好？

14、那当然不是，因为电机的惯量太小时，电机的震动增大，动量传不过去，连接容易损坏，等等惯量不匹配的缺陷成为突出矛盾，正如“力矩调节的敏感度会较高，容易引起高频振荡”；

15、所以要限制伺服电机的惯量太小的情况，要适当照顾惯量匹配的问题！

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:13:35
84楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

……如何推导的？

1、这是个简单的单回路电路；

2、你用过手电筒吧？

1）如果电池的内阻r与灯泡的外电阻R相等，那么灯泡获得最大能量，这时电池能量的50%损耗在内阻r上；

2）如果限制灯泡的电阻R，使灯泡的电阻R是电池内阻r的20倍，那么电池能量的5%损耗在内祖r上；

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ShowMotion

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发表于：2012-12-20 12:22:12
85楼
刘老师：变压器的阻抗可不是这么简单，您的50%是怎么来的？
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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:24:19
86楼

3、在电力电路中，是反对阻抗匹配的，要降低电源内阻，提高供电效率；

4、在电力电路中，同样反对电源内阻是零的情况，因为一旦短路，短路电流会很大，将电源一下烧毁；

5、世间的事物矛盾，竟然如此相似，令人难以置信！

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ShowMotion

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发表于：2012-12-20 12:29:06
87楼
您太天马行空了，您可以自己飞，可不要带着无辜的人一起飞
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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:30:53
88楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

刘老师：变压器的阻抗可不是这么简单，您的50%是怎么来的？

1、你家里有音响吧？

2、音响的输出阻抗是16Ω，要求匹配16Ω的喇叭；

3、这样你会听到优美的不失真的宏亮的音色；

4、这就是阻抗匹配的作用；

5、但是输出变压器自身内阻上的损耗是50%！

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:33:09
89楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

您太天马行空了，您可以自己飞，可不要带着无辜的人一起飞

1、其实我讲的是普通道理！

2、阻抗匹配50%的损耗，你不理解？

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ShowMotion

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发表于：2012-12-20 12:37:47
90楼
引用 刘志斌 的回复内容：引用 ShowMotion 的回复内容：您太天马行空了，您可以自己飞，可不要带着无辜的人一起飞 1、其实我讲的是普通道理！2、阻抗匹配50%的损耗，你不理解？

阻抗匹配的宗旨是什么？
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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:39:56
91楼

3、有人把惯量匹配说反了，伺服的惯量在系统惯量中只占5-20分之一，是为了减小电机自身对动力的损耗，而不是爲了匹配！

4、有人把惯量匹配说反了，伺服的惯量不能太小，才是考虑惯量匹配的需要，防止惯量不匹配带来的损坏！

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:49:58
92楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

……阻抗匹配的宗旨是什么？

1、阻抗匹配，就是电源内阻等于负载阻抗；

2、这时电源输出的功率达到最大值，也就是负载从电源获得的电功率最大；

3、例如音响，输出端要求，喇叭从音响输出端获得最大的音频功率；

4、但是电力供应，就不能阻抗匹配，因为阻抗匹配电源自身损失的能量占50%！！！

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:53:01
93楼

5、还是问问你们的大学老师，特别是笨鸟，去问问你们大学的老师，看看他们对你怎么说的？！

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 12:55:51
94楼
6、如果你们谁是清华大学的，把我的观点拿到清华园的教授们那里，听听他们怎么说的！？
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刘志斌

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发表于：2012-12-20 13:04:12
95楼

1、我们说伺服的惯量匹配，就是说伺服的惯量等于负载的惯量；

2、这样我们在选择伺服电机时，知道负载惯量大，伺服电机的惯量也要大，负载的惯量小，电机的惯量也要小；

3、但是电机的惯量等于负载的惯量，电机的动力会有一半损耗在电机转子上，产生很大的无用功，降低了效率；

4、所以伺服电机的惯量限制在系统惯量的5-20分之一；

5、另一方面，伺服电机的惯量又不能选的太小，太小惯量就不匹配，就出相应的电机振动大、连接松动等惯量不匹配的故障或其它相应问题！

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ShowMotion

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发表于：2012-12-20 13:27:02
96楼

刘老师您把几个问题混在一起了.

转动惯量匹配主要目的为了追求更好的控制效果，这里的匹配并非是惯量相等，而是一个合适的比例。

信号传输上阻抗匹配：阻抗匹配的目的是防止信号的传输过程存在反射，否则信号不是1:1的传输到信号接收端，简化传输公式：vrf/vin=(z2-z1)/(z2+z1)=反射系数。如果阻抗匹配，反射电压Vrf=0。

电力变压器阻抗：变压器上不是阻抗匹配的问题，如果仅仅作为供电电源，它担心的是无功损耗的问题，会降低功率因数，造成无谓的线路损耗，所以存在无功补偿一说，尽量提高功率因数。如果变压器是作为谐振电源使用，通过调节供电频率或线路感抗，达到jωl+1/（jωc）=0，产生谐振高压。50%的损耗没听说过。

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 13:53:11
97楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

刘老师您把几个问题混在一起了……

之所以觉得混在一起，是自己对讨论的问题不清楚所致；

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笨鳥慢飛

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发表于：2012-12-20 13:53:44
98楼

所以伺服电机的惯量限制在系统惯量的5-20分之一；

老劉你還是認錯吧 不懂就是不懂

慣量的匹配竟然被你解釋成 能量 功率的損耗 還有開車舒適的感覺 最離譜的事 竟然是內力做用的結果

我從上一頁到這一頁 對你提出的質疑 你好像都在躲避 是不敢回答 還是不知道怎麼回答 還是故意視而不見

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刘志斌

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发表于：2012-12-20 13:55:22
99楼

引用 ShowMotion 的回复内容：

……50%的损耗没听说过。

手电筒电路的问题，还要谁说？

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luedong

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发表于：2012-12-20 14:00:07
100楼
刘老师太搞了，工控娱乐化！！！
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