伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量问题
伺服电机惯量问题在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题。
其具体表现为:在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”?1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。
如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM +电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由(以平面金切机床为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些,则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定?传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响。
惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM 大小关系有不同的要求,但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
伺服电机低惯量及高惯量的区别
伺服电机低惯量及高惯量的区别
摘要: 转动惯量=转动半径*质量低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗...
转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。
因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。
惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电。
伺服电机选型--惯量匹配
在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题。
其具体表现为:在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”?1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。
如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM +电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由(以平面金切机床为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些,则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定?传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响。
惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求,但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
伺服电机的惯量匹配与计算
示例
右图是皮带机示意图
m
主动轮直径为D
重物质量m,则
D
重物对主动轮轴的转动惯量为
J=m*(D/2)²
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减少转动惯量的措施
• 减少回转半径(直径)尺寸 • 大的传动比 • 减轻密度 • 空心结构 • 缓冲结构
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THANKS!
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伺服电机的惯量匹配与计算
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什么是转动惯量
转动惯量J是描述物体绕定轴 转动难易程度的量。
J=Σ mr²
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什么是惯量匹配?
伺服电机的惯量关系到电机的稳定性和精确 度,惯量越小,精度越高,惯量越大,稳定性越高。 在伺服系统选型时,需要先计算得知机械系统换算到 电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件 质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调 试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系 统最佳效能的前提。一般要求负载惯量JL与电机惯量 JM的比值在3-20之间。
• 建好模型后,选择【工具】/【质量特性
对于某一根定轴而言,负载系统的惯量可以用公式 J总=Σ(J/I²)
来计算。 其中: I表示 单独部件相对于定轴的传动比。
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示例
右图是一个二级减速器。 若其每个齿轮绕轴转动惯量 分别为J1/J2/J3/J4 齿数为Z1/Z2/Z3/Z4 则整个系统在电机轴上的 转动惯量为 J=J1+(J2+J3)/(Z2/Z1)²+J4/[(Z2/Z1)²×(Z4/Z3)²]
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• 对于转动的系统,角加速度 β=M/J
当M一定时,若J太大,则加速度β变小, 转角ϴ=(ω^2)/2β 转角变大
伺服电机低中高惯量概念
征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相 对于转轴的分布有关。(刚体是指 理想状态下的不会有 任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服 电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量, 对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯 量,电机的动作会很不平稳.
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停 止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速 定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电 机适用负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动 机构和一些机床行业。
如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯 量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的 大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册 上有相关的能量计算公式。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负 载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。通 过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量 之比接近一或较小。当负载惯量确实很大,机械设计不可 能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用 电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大 惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一 些。
伺服电机惯量概念及选型
伺服电机低中高惯量选型
转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量当电机做频
率高的反复运动时,惯量小,发热就小。所以低惯量的电 机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。 高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但 不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止,驱动器要 产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大 了。
伺服电机高低惯量的区别
伺服电机高低惯量的区别伺服电机是一种专门用来控制运动的电机,广泛应用于工业自动化、机器人、数控设备等领域。
在选择伺服电机时,一个重要的考虑因素就是其高低惯量。
高低惯量对于伺服电机的性能和适用场景有着重要的影响。
我们来了解一下什么是惯量。
惯量是物体抵抗改变其运动状态的性质,可以理解为物体在运动中的惯性大小。
在电机中,惯量通常指转动惯量,即转动质量的大小。
惯量越大,电机转动的惯性越大,需要更大的力矩才能改变其运动状态。
高低惯量对于伺服电机的影响主要体现在以下几个方面:1. 响应速度:惯量越大,伺服电机的响应速度越慢。
这是因为惯量大的电机需要更长的时间才能改变其运动状态,需要更大的力矩才能加速或减速。
因此,在需要快速响应的场景下,低惯量的伺服电机更加适用。
2. 控制精度:惯量越大,伺服电机的控制精度越高。
这是因为惯量大的电机具有更强的稳定性和抗干扰能力,可以更精确地控制运动状态。
在需要高精度控制的场景下,高惯量的伺服电机更加适用。
3. 能耗效率:惯量越大,伺服电机的能耗越高。
这是因为惯量大的电机需要更大的力矩才能改变其运动状态,因此消耗的能量更多。
在需要节能环保的场景下,低惯量的伺服电机更加适用。
4. 负载能力:惯量越大,伺服电机的负载能力越强。
这是因为惯量大的电机具有更大的惯性,可以更好地抵抗外部负载的影响。
在需要承载大负载的场景下,高惯量的伺服电机更加适用。
除了以上几点,高低惯量还会影响伺服电机的动态响应和稳定性。
惯量越大,电机的动态响应越慢,即速度和位置变化的速度越慢。
而惯量小的电机则可以更快地响应变化。
另外,高低惯量还会影响电机的振动和噪音水平。
惯量大的电机由于惯性大,通常会有更大的振动和噪音。
伺服电机的高低惯量对于其性能和适用场景有着重要的影响。
在选择伺服电机时,需要根据具体的应用需求来确定惯量的大小。
如果需要快速响应、高精度控制和节能环保,可以选择低惯量的伺服电机;如果需要承载大负载和稳定性较高,可以选择高惯量的伺服电机。
伺服电机的惯量匹配与计算
• 对于转动的系统,角加速度 β=M/J 当M一定时,若J太大,则加速度β变小, 转角ϴ=(ω^2)/2β 转角变大
平行轴公式
物体质量m,过质心得轴1和平行于轴1的 轴2,距离d 对轴1的转动惯量为J1,对轴2的转动惯量 J2=J1+m*d²
用solidworks求转动惯量
• 建好模型后,选择【工具】/【质量特性】,即可查看
复杂系统惯量计算
对于某一根定轴而言,负载系统的惯量可以用公式 J总=Σ(J/I²) 来计算。 其中: I表示 单独部件相对于定轴的传动比。
示例
右图是一个二级减速器。 若其每个齿轮绕轴转动惯量 分别为J1/J2/J3/J4 齿数为Z1/Z2/Z3/Z4 则整个系统在电机轴上的 转动惯量为 J=J1+(J2+J3)/(Z2/Z1)² +J4/[(Z2/Z1)² × (Z4/Z3)² ]
伺服电机的惯量匹配与计算
什么是转动惯量
转动惯量J是描述物体绕定轴转动难 易程度的量。 J=Σ mr²
什么是惯量匹配?
伺服电机的惯量关系到电机的稳定性和精确度,惯 量越小,精度越高,惯量越大,稳定性越高。在伺服 系统选型时,需要先计算得知机械系统换算到电机轴 的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要 求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时, 正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳 效能的前提。一般要求负载惯量JL与电机惯量JM的比 值在3-20之间。
示例
右图是皮带机示意图 主动轮直径为D 重物质量m,则 重物对主动轮轴的转动惯量为 J=m*(D/2)²
D m
减少转动惯量的措施
• • • • • 减少回转半径(直径)尺寸 大的传动比 减轻密度 空心结构 缓冲结构
THANKS!
惯量认识
1、传动惯量对伺服电机系统的精度,稳定性,动态响应都有影响,惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。
2、衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,电机的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和电机惯量相匹配才行。不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。例如,CNC中心机通过伺服电机作高速切削时,当负载惯量增加时,会发生:
1.控制指令改变时,马达需花费较多时间才能达到新指令的速度要求;
在对伺服电机选型及调试过程中,常会碰到惯量匹配问题,具体表现为:
1、在伺服电机选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,还需先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;
2、在调试时(手动模式下),正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题,此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出。于是,就有了惯量匹配的问题!
1、什么是惯量
惯性:保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。
转动惯量:保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量
伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量。
2.当机台沿二轴执行弧式曲线快速切削时,会发生较大误差1.一般伺服电机通常状况下,当JL≦JM,则上面的问题不会发生。
伺服电机转动惯量讨论
刚性、惯量、响应时间及伺服增益调整之间的关系zz首先看看概念定义。
刚性:坚硬不易变化。
对于一个结构固定的物体,刚性是其固有的特质。
惯量:物体运动的惯性量值,也是物体的固有特性。
响应时间:可以理解为从指令发出到动作完成之间的时间。
来举个例子。
刚性:钢管比较坚硬,受力不易改变,或者说形变小;橡皮筋比较软,受到同等力产生的形变比较大,我们就说钢管的刚性强,橡皮筋的刚性弱,或者说其柔性强。
在我们伺服的应用中,用联轴器来连接电机和负载,就是典型的刚性连接;而用同步带或者皮带来连接电机和负载,就是典型的柔性连接。
惯量:惯量描述的是物体运动的惯性。
以转动惯量为例,转动惯量是物体绕轴转动惯性的度量。
其计算公式为:J=∑ mi*ri^2,式中mi表示刚体的某个质点的质量,ri表示该质点到转轴的垂直距离。
从式中可以看出,转动惯量只跟转动半径和物体质量(通常所说的重量)有关。
转动惯量和力矩的关系如下M=Jβ其中M是扭转力矩J是转动惯量β是角加速度也就是说,角加速度越大,所需要的力就越大,在平稳运行当中,即角加速度为零的时候,为克服转动惯量而输出的力就为零。
生活中我们也有这种体验,在骑自行车的时候,在加速的过程中,我们需要出比较大的力,而当速度已经平稳了以后,则出力比较小。
同样,转动惯量越大,所需要的力也越大。
就比如,如果要将一个静止状态的铁环推动起来(角加速度不为零),不需要多大的力,但要将一个静止的汽车轮胎推动起来,就需要很大的力。
反过来讲,当输出的力矩为固定值时,转动惯量越大,角加速度就越小。
响应时间:这里的响应时间不需要以自控原理内讲的响应时间来标定,只作为一个定性的分析。
可以分解为电气系统的响应时间和机械系统的响应时间。
电气系统的响应时间,给定一个位置、速度、转矩指令,到电机运行至该位置、速度、转矩的时间。
以位置模式为例,从发完指令到电机到达指令位置并停止所需要的时间,就是位置的响应时间,也可称为定位结束时间。
伺服电机转动惯量计算
伺服电机转动惯量计算
伺服电机转动惯量是指在给定转速下,电机所需要的动力来克服转动惯量的大小。
转动惯量是一个物体旋转时所表现出的惯性,它与物体的质量分布和几何形状有关。
在伺服电机中,转动惯量的大小直接影响到电机的响应速度和能耗。
为了计算伺服电机的转动惯量,首先需要测量电机的质量和几何尺寸。
通常,质量可以通过称重器来测量,而几何尺寸可以通过直尺或卡尺来测量。
然后,根据电机的几何形状,可以使用几何公式来计算电机的转动惯量。
例如,对于一个圆柱形的电机,其转动惯量可以通过公式I = 1/2 * m * r^2来计算,其中m是电机的质量,r 是电机的半径。
除了几何形状,伺服电机的转动惯量还受到质量分布的影响。
如果电机的质量分布不均匀,转动惯量将会有所不同。
在这种情况下,可以通过将电机分成若干个小部分,并计算每个小部分的转动惯量,然后将它们加起来得到整个电机的转动惯量。
还有一种方法可以测量伺服电机的转动惯量,即通过动态实验。
在这种实验中,可以施加一个已知大小的力矩来使电机旋转,然后测量电机的加速度。
根据牛顿第二定律和角动量定理,可以通过测量得到的加速度来计算电机的转动惯量。
计算伺服电机的转动惯量是一个复杂而重要的任务。
通过准确测量
电机的质量和几何尺寸,并考虑质量分布的影响,可以得到估计的转动惯量值。
这对于设计和控制伺服电机系统非常重要,可以提高电机的性能和效率。
伺服电机低惯量和高惯量什么意思?什么区别?
伺服电机的低惯量和高惯量是什么意思?什么区别?内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
转动惯量=转动半径*质量低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。
因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。
惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳。
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。
伺服电机系统的惯量比和PID之间的关系
伺服电机系统的惯量比和PID之间的关系伺服电机的惯量也就是伺服电机旋转时的惯性,和物体平动时的质量是等效的。
平动时物体的惯性就是物体的质量。
物体旋转时,转动惯量就是物体转动的惯性。
物体平动时的惯量叫平动惯量,转动时的惯量叫转动惯量。
一个系统内,既有平动也有转动。
平动惯量和转动惯量之和为系统的转动惯量。
电机的惯量一般表示为JM,负载的转动惯量一般表示为JL.整个系统惯量则为JM+JL。
其中负载的转动惯量和电机的转动惯量之比叫惯量比JL/JM.电机的惯量和电机的启动时间有关,电机的转动惯量大,则电机的启动时间就长,电机的转动惯量小,则电机的启动时间短。
转动惯量和角加速度的乘积为电机的扭矩。
电机的转动速度等于角加速度乘以电机的启动时间。
系统的惯量大,则系统启动时间长,加速慢。
反应慢,动作迟缓。
系统的惯量小,则系统启动时间短,加速快。
反应快,动作迅速。
对一个系统来说,调好后,其PID参数是一定的。
当惯量比大时,PID参数就大。
当惯量比小时,PID数值就小。
当系统稳定时,如果惯量大,PID数值就大。
如果惯量小,则PID数值小。
如果调节的惯量小,则PID数值就小,如果调节的PID大,那么PID的数值就越大。
假设惯量比为10,比例P为10,那么和惯量比5,比例P为5,二者的表现出来的效果是一样的。
一般来说,调节时要先估计好惯量比,也就是惯量比不变了,只去调节P. P越大,反应越快,越不稳定. P越小,反应越慢,系统越稳定。
调节的过程就是一个要求快速和稳定的过程。
一定要两边照顾,不可偏向一侧,要不永远都不会调节好设备。
伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是伺服电机的一项重要指标。
它指的是转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量。
电机的转子惯量是电机本身的一个参数。
单从响应的角度来讲,电机的转子惯量应小为好。
但是,电机总是要接负载的,负载一般可分为二大类,一类为负载转矩,一类为负载惯量。
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,适合于一些轻负载,高速定位的场合。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般有理论计算公式。
低惯量与高惯量区别
伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。
惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。
无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量,它们的大小有不同的计算方法,因为计算公式较多,就不一一列举。
伺服电机的低惯量和高惯量什么区别?
伺服电机的低惯量和高惯量什么区别?
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。
因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。
惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
(刚体是指理想状。
伺服电机惯量的选择
伺服电机惯量的选择伺服电机的小惯量的高速往复好,大惯量的本身惯量大,机床上用好点.伺服电机需要惯量匹配,日系列10倍与电机惯量左右(不同品牌有差异,欧系的20左右. 一般来说欧系的惯量都小,因为他们电机做的是细长的.转动惯量=转动半径*质量。
我们在选择合适的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择,对于扭矩的计算相对简单,只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩,选型的时候再适当放大,留些余量就可以了.惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体,选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式,比较复杂,这里就不详列了。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。
通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。
当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。
使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。
伺服电机的惯量指的是什么?
伺服电机的惯量指的是什么?
伺服电机是一种用于控制系统的电机,主要用于精密控制和位置调整任务。
伺服电机有多种类型,如直流伺服电机、交流伺服电机、步进伺服电机等。
伺服电机往往具有很高的精度和控制能力,其中一个重要参数是惯量。
惯量是质量与加速度的乘积,常用于描述旋转物体难以改变运动状态的特性,如转动惯量I。
对于伺服电机的运动来说,惯量包含两个重要因素:转动惯量和轴中心质量。
转动惯量是指伺服电机旋转过程中,对转动惯性的扰动力大小,轴中心质量则是指质量偏心与转动惯量的比值,也被称为不平衡的惯量。
伺服电机的惯量对于控制运动精度和速度调节响应时间有很大的影响。
通过合理的设计,可以将惯量降低到最小,以达到更好的运动精度和响应速度。
降低伺服电机惯量的方法有以下几种:
1.减少伺服电机质量:减轻电机重量,可以减小转动惯量,提高运动精
度和响应速度。
2.优化电机结构和材料:通过结构设计和使用优质材料,减少机械摩擦
和惯性阻力,以降低伺服电机的惯量。
3.增加伺服控制器响应速度:通过增加控制系统的响应速度,可以更快
地控制伺服电机的运动,从而降低惯量。
4.应用高效率的减速器:使用减速器可以降低伺服电机的输出速度,从
而降低惯量,提高运动精度和可控性。
总之,惯量是影响伺服电机动态性能的重要因素之一。
降低伺服电机的惯量可以提高运动的响应速度和精度,从而实现更准确和稳定的控制。
伺服电机参数说明
伺服电机参数说明伺服电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的设备。
它具有高精度、高响应速度、低噪声、低振动和稳定性好等特点,广泛应用于自动化控制系统中。
伺服电机的参数是指其性能和规格,包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流、额定转矩、角度误差、速度误差、保持转矩以及惯量等。
1.额定功率:伺服电机的额定功率是指在额定工况下,电机能够输出的最大功率。
通常以瓦特(W)为单位表示。
2. 额定转速:伺服电机的额定转速是指在额定工况下,电机旋转的速度。
通常以转/分钟(rpm)或角度/秒(deg/s)为单位表示。
3.额定电压:伺服电机的额定电压是指电机运行时所需的电压。
通常以伏特(V)为单位表示。
4.额定电流:伺服电机的额定电流是指电机在额定工况下所需要的电流。
通常以安培(A)为单位表示。
5.额定转矩:伺服电机的额定转矩是指电机在额定工况下所能提供的最大转矩。
通常以牛顿米(Nm)为单位表示。
6.角度误差:伺服电机的角度误差是指电机实际输出角度与期望角度之间的差值。
通常以度(°)为单位表示。
7. 速度误差:伺服电机的速度误差是指实际输出速度与期望速度之间的差值。
通常以转/分钟(rpm)或角度/秒(deg/s)为单位表示。
8.保持转矩:伺服电机的保持转矩是指电机在没有负载转动时所能保持的转矩。
通常以牛顿米(Nm)为单位表示。
9. 惯量:伺服电机的惯量是指电机转动时所具有的惯性。
它是伺服系统动态响应速度的重要参数。
通常以千克平方米(kg·m²)为单位表示。
除了以上参数外,还有一些其他重要的参数需要注意,例如电机的功率因素、峰值转矩、加速度和减速时间等。
这些参数对于伺服电机的性能和应用场景也有很大影响,需要根据具体需求进行选择和调整。
总之,伺服电机的参数是描述其性能和规格的重要指标,能够帮助用户选择合适的电机并合理配置控制系统。
在实际应用中,根据具体的控制要求和机械环境,可以根据这些参数进行调整和优化,以获得更好的运动控制性能。
伺服电机惯量问题
伺服电机惯量问题在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题。
其具体表现为:在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”?1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。
如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM +电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由(以平面金切机床为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些,则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定?传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响。
惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM 大小关系有不同的要求,但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
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伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是伺服电机的一项重要指标。
它指的是转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫r dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量。
电机的转子惯量是电机本身的一个参数。
单从响应的角度来讲,电机的转子惯量应小为好。
但是,电机总是要接负载的,负载一般可分为二大类,一类为负载转矩,一类为负载惯量。
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,适合于一些轻负载,高速定位的场合。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般有理论计算公式。
伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。
惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。
无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量,它们的大小有不同的计算方法,因为计算公式较多,就不一一列举。
惯量对伺服电机运行的影响电机轴上的负载惯量大小,对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响,通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。
但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。
所以对这类惯量应避免使用。
所以在设计负载时,应尽可能地减小体积和重量。
在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题。
其具体表现为:在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。
什么是“惯量匹配”?1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量
J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。
如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加。