21
2019
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09
伺服電機(jī)的慣量
來源：
伺服電機(jī)的慣量不同，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同，輸出扭矩也不相同。電機(jī)的慣星越高，轉(zhuǎn)速越快，輸出扭矩變小。低慣星就是電機(jī)做的比較扁長，主軸慣量小，當(dāng)電機(jī)做頻率高的反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，慣星小，發(fā)熱就小。所以低慣量的電機(jī)適合高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使用，但是一般力矩相對(duì)要小些。高慣星的伺服電機(jī)就比較粗大，力矩大，適合大力矩的但不很快往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場合。因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)到停止，驅(qū)動(dòng)器要產(chǎn)生很大的反向驅(qū)動(dòng)電壓來停止這個(gè)大慣量，發(fā)熱就很大了。
慣量就是剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性的度星，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量。它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)星相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。(剛體是指理想狀態(tài)下的不會(huì)有任何變化的物體) ， 選擇的時(shí)候遇到電機(jī)慣量，也是伺服電機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。它指的是伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子本身的慣量，對(duì)于電機(jī)的加減速來說相當(dāng)重要。如果不能很好的匹配慣星，電機(jī)的動(dòng)作會(huì)很不平穩(wěn)。
一般來說，小慣量的電機(jī)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速停止的反應(yīng)很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場合如一些直線高速定位機(jī)構(gòu)。中、大慣星的電機(jī)適用大負(fù)載、平穩(wěn)要求比較高的場合，如一些圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一些機(jī)床行業(yè)。
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)伺服電機(jī)的響應(yīng)控制，一般值為負(fù)載慣星與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比為一，不能超過五倍。 通過機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，可以使負(fù)載。慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣之比接近一或較小。當(dāng)負(fù)載慣星確實(shí)很大，機(jī)械設(shè)計(jì)不可能使負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比小于五倍時(shí)，則可使用電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量較大的電機(jī)，即所謂的大慣星電機(jī)。使用大慣星的電機(jī)，要達(dá)到一定的響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)器的容量應(yīng)要大一些。
合適的慣量比主要取決于運(yùn)動(dòng)曲線有多么“激進(jìn)”以及機(jī)械傳動(dòng)有多”硬”， 不同的動(dòng)態(tài)特性預(yù)期和傳動(dòng)剛性的差異，決定了特定運(yùn)控系統(tǒng)所“適合”的慣量比。一些速度較慢或者基本保持恒速運(yùn)行的應(yīng)用，如分度轉(zhuǎn)臺(tái)等，對(duì)慣量比要求并不苛刻，基本不要求個(gè)位數(shù)的慣星比，如果采用較好的剛性機(jī)械傳動(dòng)(如直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)) ， 慣星比達(dá)到幾百甚至上千有時(shí)也是可以接受的。但對(duì)于那些高動(dòng)態(tài)、高精度應(yīng)用，比如：印刷的套準(zhǔn)同步、三角機(jī)器人的高速抓取等，即使采用極佳的剛性傳動(dòng)，也不敢使用較大的慣量比(有時(shí)10都已經(jīng)很大了) ；而如果傳動(dòng)剛性不足，那么可能1:1的慣星比都大了。
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