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1、惯性矩比惯性矩比 电机的惯性矩是指转子的惯性矩,可以这样说,惯性矩大的物体,用同样大小的转矩去使其转动到一定的转速需要的时间相对于惯性矩小的物体就要长。负载与电机的惯性矩比代表了电机的电磁转矩用于启动电机转子的量与用于启动负载的量的比值。在伺服系统的设计分析中用到这个量。 即便在电机的齿槽转矩较大或在负载机械系统中出现共振的时候也能够估计负载惯量:在加速反馈信号中检测振动,当检测到的振动等于或高于预定水平的时候,用系数 =或01去乘以估计惯量增益;当检测到的振动低于预定水平时,用 =1去乘以估计惯量增益。 惯性比主要是为了满足电机与负载的匹配。为了避免小马拉大车或大马拉小车。根据经验,负载与电
2、机惯量比为5:1左右。 “惯性矩比”和 “转动惯量比” 两个比值对于一个物体是一样的。 a、负载的转动惯量与电机的转动惯量通过传动装置连成一个整体,只是在启动或停止瞬间有冲击问题,如果链接良好,这种冲击可忽略; b、如果链接不好,这种冲击不可忽略,那么这种冲击的危害与负载的转动惯量是电机的转动惯量的倍数有关系,倍数越大,冲击越厉害; c、冲击意味着转子速度的巨烈变化,意味着瞬时转差率S的变化,意味着变频器输出电流的变化,最终影响或导致变频器的保护! d、在启动或停止过程中,负载的转动惯量和电机的转动惯量对系统的影响具有相同的性质,是叠加的关系,只要总惯量相同,负载的转动惯量是电机的转动惯量的多
3、少倍没有关系; e、至于对电机定位控制精度的影响,那就成为另外的问题。 要求高速高响应时,惯量比不宜过高,比如机床,一般负载惯量为电机转子惯量的2倍以内,甚至0.5倍以内。惯量比太大可以认为是小马拉大车,很难拖动大惯量的负载进行高动态的动作;而惯量比小于1的时候是着眼于力矩的输出,不过最终目的往往着眼于系统加速能力,或曰快速性,而非绝对速度,有大马拉小车的嫌疑,是为了做所谓的“轻快的动作”,而且也更加挑战驱动器的灵敏度,只是价格高昂。因此,在可以满足响应的条件下,不必片面追求惯量比。 对于伺服驱动器而言,惯量比只是为了在电流与加速度之间建立联系,进而保证速度环的响应而已。因为伺服的电流环通常不开放给用户,只是在驱动器内部自己处理,它能正常处理的范围,就是这个伺服可接受的惯量比范围了。 对于多数伺服而言,为保证算法对具体物理对象的适应性,往往采用标么化设计,因而伺服上能看到的不是带量纲的总惯量,而是无量纲的惯量比。对于系统设计和电机选型而言,真正有意义的是总惯量,而不是惯量比,因此,关注点必须从系统总惯量出发,为保证所需的响应能力,选取合适的“系统/电机惯量”之比,以及“出力/总惯量”比,亦即系统加速度,/总惯量与加速度成正比关系。 每款伺服电机都有自己的力矩特性,电流与扭矩大致是正比关系,