伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配
什么时候需要考虑采用惯量计算电机功率,你会了吗
什么时候需要考虑采用惯量计算电机功率你会了吗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。
伺服电机选型及调试中“惯量匹配”如何确定
伺服电机选型及调试中“惯量匹配”如何确定很多客户反映在伺服电机系统选型及调试中，常常会碰到惯量问题!那么到底什么是“惯量匹配”呢?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(以工具机为例)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”。
知道了什么是惯量匹配，山社电机分析发生这种现象的具体表现为：1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;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正确效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出(伺服惯量比参数为1-37，JL/JM)。
这样，就有了惯量匹配的问题!那惯量匹配具体有什么影响又如何确定呢?1.影响：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。
2.确定：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(如：步进电机)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。
电机转动惯量匹配
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。
伺服电机惯量比的确定
伺服电机惯量比的确定
在进行自动增益调整或手动增益调整前，必须首先进行惯量比的确定。
伺服电机的惯量直接关系到伺服电机的稳定性和精确度；
（1）惯量越小，精度越高；
（2）惯量越大，稳定性越高；
选择伺服电机，就是选择精度性和稳定性之间找到平衡点。
惯量比是负载惯量和电机惯量之间的比值，在小功率750W以下，可以20倍匹配，较优为5倍匹配。
根据惯量比，可以估算出伺服系统的加减速时间是否能满足设备工艺要求。
惯量比和电机功率的选择和匹配，是由控制要求决定的、加减速时间的大小来确定的。
汇川公司伺服驱动器IS6209惯量确定步骤：
预设置惯量比小于10倍，惯量比参数H08-15设置其参数：
H09-05, 离线惯量辨识模式；
H09-06, 惯量辨识较大速度；
H09-07, 惯量辨识加减速时间；
H09-08, 单次惯量辨识完成后等待时间；
H09-09, 完成单次惯量辨识需电机转动圈数；
松下公司A5系列伺服驱动器惯量比确定：
预设置惯量比，Pr0.04；在实时自动增益调整有效时，伺服电机带动负载运行时，实时监测出惯量比，每隔30分钟将惯量比存入EEPROM内存之中。
伺服电机选型中惯量匹配的问题
伺服电机选型中惯量匹配的问题
在伺服电机选型过程中，惯量匹配是一个非常重要的问题。
惯量匹配是指伺服系统中负载的惯性与伺服电机的惯性之间的匹配程度。
如果负载的惯性与伺服电机的惯性不匹配，会导致伺服系统的性能下降，甚至无法正常工作。
为了确保惯量匹配，需要在选型时考虑负载的惯性和伺服电机的惯性。
通常情况下，伺服电机的惯性应该大于负载的惯性，以确保伺服系统的稳定性和响应速度。
如果伺服电机的惯性小于负载的惯性，会导致系统的响应速度变慢，甚至出现不稳定的情况。
另外，在实际应用中，还需要考虑负载的惯性和工作条件的变化。
例如，负载的惯性在不同工作状态下可能会有所变化，这就需要根据实际情况选择合适的伺服电机。
总之，在伺服电机选型过程中，惯量匹配是一个需要重视的问题。
只有确保伺服电机的惯性大于负载的惯性，并根据实际情况选择合适的伺服电机，才能保证伺服系统的性能和稳定性。
- 1 -。
伺服电机的刚性和惯量间有关系及如何设置
什么是伺服电机的刚性和惯量他们之间有什么关系应该如何设置？非汽车什么是伺服电机的刚性和惯量？他们之间有什么关系？应该如何设置？非汽车要说刚性，先说刚度。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力，是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δP是作用于结构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度（k）为：k=M/θ其中，M为施加的力矩，θ为旋转角度。
举个例子，我们知道钢管比较坚硬，一般受外力形变小，而橡皮筋比较软，受到同等力产生的形变就比较大，那我们就说钢管的刚性强，橡皮筋的刚性弱，或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中，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。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力，而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。
一般刚性越高其响应速度也越高，但是调太高的话，很容易让电机产生机械共振。
所以，在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项，要根据机械的共振点来调整，需要时间和经验（其实就是调增益参数）。
在伺服系统位置模式下，施加力让电机偏转，如果用力较大且偏转角度较小，那么就认为伺服系统刚性强，反之则认为伺服刚性弱。
注意这里我说的刚性，其实更接近响应速度这个概念。
从控制器角度看的话，刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数，它的大小决定机械的一个响应速度。
其实如果你不要求定位快，只要准，在阻力不大的时候，刚性低，也可以做到定位准，只不过定位时间长。
因为刚性低的话定位慢，在要求响应快，定位时间短的情况下，就会有定位不准的错觉。
伺服电机惯量匹配原则
伺服电机惯量匹配原则伺服电机是一种能够根据外部信号进行精确控制位置、速度和加速度的电机。
在许多自动控制系统中，伺服电机被广泛应用于机械系统的定位和运动控制。
在伺服电机的应用中，惯量匹配是非常重要的一个原则，它可以提高系统的响应速度和控制精度。
伺服电机的响应速度主要取决于电机的转动惯量。
转动惯量是电机对转动运动的惯性反应，通常用转动惯量比来表示。
转动惯量比定义为输出轴的转动惯量与负载转动惯量的比值。
当转动惯量比较大时，电机对负载的加速和减速需要消耗更多的能量，响应速度较慢。
反之，当转动惯量比较小时，电机可以更快地完成加速和减速过程，响应速度较快。
根据转动惯量比的定义，为了提高伺服电机的响应速度，需要使电机的转动惯量与负载的转动惯量匹配。
惯量匹配的原则是使伺服电机的转动惯量与负载的转动惯量相等或者相近。
惯量匹配可以提高能量传递的效率，减少系统的能耗，并且能够提高系统的控制精度。
实现伺服电机的惯量匹配需要从以下几个方面考虑：1.选择合适的伺服电机。
在伺服电机的选择过程中，首先需要对负载的转动惯量进行测量和估计。
根据负载的转动惯量，选择合适的伺服电机型号以及规格。
通常情况下，选用转动惯量较小的伺服电机可以提高控制系统的响应速度。
2.调整伺服电机的转动惯量。
部分伺服电机的转动惯量可以通过调整电机内部的参数进行改变。
通常，可以通过调整电机转子的质量、电机的转子容量和转矩常数等参数来改变电机的转动惯量。
通过调整这些参数，可以使伺服电机的转动惯量与负载的转动惯量相匹配。
3.添加配重。
在一些情况下，负载的转动惯量无法改变，或者伺服电机的转动惯量无法调整。
这时可以考虑在伺服电机上添加配重来实现惯量匹配。
通过在电机转子上添加配重，可以增加电机的转动惯量，从而达到与负载转动惯量相匹配的目的。
伺服电机的惯量匹配原则对于提高系统的响应速度和控制精度非常重要。
对于一些对响应速度要求较高的应用，如机械加工、自动化生产线等，惯量匹配能够提高系统的性能和效率。
伺服电机如何进行选型
伺服电机选型技术指南1、机电领域中伺服电机的选择原则现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动，这对电机的动力荷载有很大影响。
伺服驱 动装置是许多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。
首先要选出满足给 定负载要求的电动机，然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。
述度自廿比 ioa% 各种电机的T-3曲线 (1)传统的选择方法这里只考虑电机的动力问题，对于直线运动用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)表 示，对于旋转运动用角速度3 (t)，角加速度a (t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时 间的函数，与其他因素无关。
很显然。
电机的最大功被电机最大应大于工作负载所需的峰值 功率P 峰值，但仅仅如此是不够的，物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分，但在实际的 传动机构中它们是受限制的。
用3峰值，T 峰值表示最大值或者峰值。
电机的最大速度决定了 减速器减速比的上限，n 上限二3峰值最大/3峰值，同样，电机的最大扭矩决定了减速比的下限， n 下P 「T 峰值/T 电机,最大，如果n 下限大于n 上限，选择的电机是不合适的。
反之，则可以通过对每 种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。
只用峰值功率作为选择电机的原则 是不充分的，而且传动比的准确计算非常繁琐。
(2)新的选择方法一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开，并用图解的形式表示，这种表示方 法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方便，另外，还提供了传动比的一个可 能范围。
这种方法的优点：适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开；有关动力的 各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。
因此，不再需要用大量的类比来检查 电机是否能够驱动某个特定的负载。
在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。
比如，一个大的传动比会 减小外部扭矩对电机运转的影响，而且，为输出同样的运动，电机就得以较高的速度旋转， 产生较大的加速度，因此电机需要较大的惯量扭矩。
伺服电机选型必备惯量匹配和最佳传动比
伺服电机选型必备惯量匹配和最佳传动比惯量匹配和最佳传动比1 功率变化率伺服电机的基本功能就是将输入的电功率快速的转换为机械功率输出。
功率转换的越快，伺服电机的快速性越好。
功率转换的快速性用功率变化率（dP/dt）来衡量：P=T·ωT=J·dω/dtdP/dt=d(T·ω)/dt=T·dω/dt=T·T/JdP/dt=T2/J伺服电机以峰值转矩Tp进行加/减速运动时的功率变化率最大：(dP/dt)max=Tp2/Jm通常用理想空载时伺服电机的功率变化率来衡量伺服电机的快速性。
衡量伺服电机快速性的性能指标还有：转矩/惯量比：Tp/Jm= dω/dt最大理论加速度：（dω/dt）max= Tp/Jm这些指标都是单一衡量伺服电机加速性能的指标。
2 惯量匹配伺服系统要求伺服电机能快速跟踪指令的变化。
对一个定位运动而言，就是要求以最短的时间到达目标位置。
换一种说法，就是在直接驱动负载的定位过程中，负载以最大的功率变化率将输入功率转换为输出功率。
伺服电机驱动惯性负载J L的加速度、加速转矩计算如下：负载的加速度（系统加速度）：dω/dt=Tp/(Jm+J L)负载的加速转矩：T L= J L·dω/dt= J L·Tp/(Jm+J L)负载的功率变化率为：dP L/dt=T L2/J LdP L/dt= J L2·Tp2/(Jm+J L)2/J L = J L·Tp2/(Jm+J L)2从式中可以看出：J L远大于Jm时：dP L/dt= Tp2/J L，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
J L远小于Jm时：dP L/dt= J L·Tp2/Jm，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
负载惯量J L相对电机惯量Jm变化时，负载的功率变化率存在一个最大值。
根据极值定理，对应dP L/dt极值的J L值为使d(dP L/dt)/d(J L) = 0的值。
惯量匹配
惯量匹配伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等因素外，还需要先计算机械系统换算到电机轴的惯量，再具体选择具有合适惯量的电机；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,在要求高速高精度的系统上表现尤为重要，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、惯量匹配1、进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ。
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。
由于电机最大输出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J M ＋ 电机轴换算的负载惯性动量J L 。
负载惯量J L 是外部负载的惯量折算到电机轴上的惯量。
J M 为电机转子惯量，伺服电机选定后此值就为定值，而J L 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J L 所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”的确定转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，根据J Kn =ω知道（K 为刚度，或者叫做弹性模量），高惯量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，设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
机械系统产生共振时，系统中阻尼越大，最大振幅就越小，且衰减越快；但阻尼越大会使系统损失动量更多，稳态误差增大，降低精度，故应选择合适懂的阻尼。
衡量系统的动态特性时，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，但负载的惯量需和电机惯量相匹配才行。
不同的机构有不同的惯量匹配原则，且有不同的作用表现，但大多要求J L /J M< 10。
电机 转动惯量匹配-推荐下载
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。
伺服控制器与电动机的匹配与校准指南
伺服控制器与电动机的匹配与校准指南伺服控制器与电动机的匹配与校准是机械工程师在设计和操作系统中的重要工作。
准确的匹配与校准可以提高系统效率、精度和可靠性，并确保机器在工作过程中的稳定性和精确性。
本文将介绍伺服控制器与电动机的匹配与校准的基本原理和步骤。
一、伺服控制器与电动机的匹配1. 根据运行要求确定控制器和电动机的性能指标：在选择伺服控制器和电动机时，首先需要明确系统的运行要求，包括负载特性、速度要求、加速度要求等。
根据这些要求，确定控制器和电动机的性能指标，如额定功率、转矩、转速等。
2. 确定控制器和电动机的适配接口：根据控制器和电动机的接口类型（如模拟控制接口、数字控制接口等），确定两者之间的适配接口类型和规格。
常见的接口包括模拟电压/电流接口、数字PWM接口等。
3. 确定电源电压和控制信号电平：控制器和电动机需要提供相应的电源电压和控制信号电平以供正常运行。
根据系统的供电要求，确定控制器和电动机的电源电压和控制信号电平，并保证两者之间的兼容性。
4. 选择合适的通信协议：如果控制器和电动机之间需要进行数据通信，需要选择适配的通信协议。
常见的通信协议包括CAN、RS485、EtherCAT等，根据系统的需求选择合适的通信协议。
5. 考虑机械传动装置：在匹配伺服控制器和电动机时，还需要考虑机械传动装置对系统性能的影响。
如减速器的类型、传动比等，这些因素会影响到控制器和电动机的负载特性和运行参数。
二、伺服控制器与电动机的校准1. 接线校准：在伺服系统的搭建过程中，首先需要进行接线校准。
确保控制器和电动机之间的接线正确、稳定，并避免接线错误导致的故障或事故。
2. 参数校准：控制器和电动机之间存在着一些参数，如增益、偏置、速度限制等，需要根据系统的要求进行校准。
通过调整这些参数，确保伺服系统能够达到预期效果并稳定运行。
3. 动态响应校准：动态响应是指电动机对控制信号的快速响应能力。
通过调整控制器的PID参数，可以使电动机的动态响应达到系统要求。
伺服电机惯量匹配P97
— 26 —
用刚性表自动调整增 益 什么是刚性
伺服系统 | 变频器 | PLC | 机器视觉 | 工业互联网 | 新能源
刚性体现伺服抗干扰、跟随指令的能力。增益越强，刚性越强 ， 但也降低了伺服系统的稳定裕量。
刚度的测试方法： 被测伺服工作在位置模式，无外部指令，突加外部干扰转 矩，记录电机机转子 偏过的最大角度。刚度等于最大角度偏差/干扰转矩。下图是突加干扰转矩时的随 动 偏差变化情况。
La: 电机线圈的电感
P:微分运算因子 m: 电机转子的转速
— 14 —
Ke: 反电动势系数 KT: 力矩系数 Te: 电机产生的力矩 J:转动惯量(电机及机械)
D:粘性摩擦系数
(电机及机械)
伺服控制系统的基本构成 伺服系统 | 变频器 | PLC | 机器视觉 | 工业互联网 | 新能源
交流电机
调试注意点 1、丝杆负载传动刚度较高，一般 较容易调整， 一般惯量比合理情况下只需辨识 惯量，设置刚 性。 2、如果对增益要求很高的 ，还需要进行必要 的共振分析。
— 5—
常见负载的特性及调试注意点
伺服系统 | 变频器 | PLC | 机器视觉 | 工业互联网 | 新能源
同步带连接负载
同步传动特点 1、运转时，带的凸齿与带轮齿槽 相啮合，来传递 运动和动力。 2、工作时无滑动 ，有准确的传动比 3、传动效率高，节能效果好。有较高的传动效率， 一般可达0. 98。 4、传动比范围大，结构紧凑。
r
+
-
F C
+
+d
+
u
+
P
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。
伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配
伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配在选择和调试伺服电机时，确定惯量匹配是非常重要的，因为它会直接影响到系统的性能和稳定性。
下面我将详细介绍伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配。
第一步：了解系统需求在进行伺服电机选型和调试之前，首先需要明确系统的需求和要求。
例如，需要知道电机需要驱动的负载类型、负载的惯量大小、所需的运动速度和加速度等。
这些信息将有助于确定合适的伺服电机。
第二步：计算负载的惯量在确定惯量匹配之前，需要计算负载的惯量。
负载的惯量可以通过以下公式进行计算：J=m×r^2其中，J是负载的惯量，m是负载的质量，r是距离轴心的半径。
第三步：选择合适的伺服电机根据系统需求和负载的惯量，选择合适的伺服电机。
通常情况下，伺服电机的惯量应该大于负载的惯量，以确保系统的稳定性和响应性能。
同时，还需要考虑电机的额定功率、转矩和转速等参数是否满足系统需求。
第四步：进行惯量匹配在确定了伺服电机之后，需要进行惯量匹配的调试。
惯量匹配调试的目的是通过调整电机的惯量参数，使得电机的转动惯量与负载的惯量匹配，从而提高系统的性能和稳定性。
一种常用的惯量匹配方法是使用电机驱动器中的惯量参数调整功能。
大多数电机驱动器都具有这样的功能，用户可以通过调整惯量参数来实现惯量匹配。
具体的方法如下：1.连接驱动器和控制器：首先需要将电机驱动器和控制器进行正确的连接，并确保通信正常。
2.设置驱动器参数：根据电机的型号和驱动器的品牌，需要设置一些基本参数，如额定电压、额定电流、转矩限制等。
3.调整惯量参数：根据实际需求，将惯量参数进行逐步调整。
首先可以将惯量参数设置为一个较大的值，然后观察系统的响应和稳定性。
如果系统的响应过于迟钝或者不稳定，可以逐步减小惯量参数的值，直到达到稳定且满意的响应性能为止。
4.测试和优化：在调整完惯量参数之后，需要进行系统的测试和优化。
通过实际运行负载，观察系统的运动轨迹、速度响应和加速度性能等，如果发现不满意的地方，可以根据实际情况进行进一步的调整，直到达到最佳的性能和稳定性。
电机 转动惯量匹配-推荐下载
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。
伺服系统的动力设计方法。惯量匹配;容量匹配 -回复
伺服系统的动力设计方法。
惯量匹配;容量匹配-回复伺服系统的动力设计方法之一是惯量匹配，这种方法侧重于确保伺服驱动器和负载的惯量能够匹配。
惯量匹配在系统中起到了重要的作用，它可以提高系统的响应速度、稳定性和控制精度。
本文将详细介绍惯量匹配的概念、原理和应用，并探讨其在伺服系统中的重要性。
首先，让我们了解一下惯量匹配的概念。
惯量是物体对运动的惯性反应，它是物体质量与转动轴距离的乘积。
伺服系统中的惯量匹配指的是伺服驱动器和负载的惯量在一定范围内保持匹配，以实现最佳的控制性能。
惯量匹配的原理是要使得驱动器和负载的惯量在相对较小的范围内保持匹配，以减小驱动器和负载之间的速度差异和加速度差异。
这样可以避免驱动器在控制过程中受到大的冲击或扭矩负荷，提高系统的动态响应速度并减小机械振动。
惯量匹配的方法有很多种，其中常用的方法之一是通过改变负载的质量来实现。
例如，可以增加负载的质量，或者在负载上增加附加的惯性负载，以使得负载的惯量与驱动器的惯量相匹配。
这样就能够减小驱动器和负载之间的速度差异和加速度差异，提高系统的响应速度和稳定性。
此外，容量匹配也是伺服系统动力设计的重要方法之一。
容量匹配是指伺服驱动器的功率与负载的功率需求相匹配。
在伺服系统中，驱动器的功率要能够满足负载的要求，以保证系统的正常运行。
容量匹配的原理是要使得驱动器的功率能够满足负载的功率需求，以避免驱动器过载或不足。
驱动器的功率可以通过分析负载的特性和工作要求来确定。
通过合理地选择驱动器的功率和配置参数，可以确保驱动器能够提供足够的功率来驱动负载，并具备一定的冗余能力。
容量匹配的方法有多种，其中一种常见的方法是通过计算负载的功率需求来确定驱动器的功率。
负载的功率需求可以通过负载的工作参数（比如负载的转速和扭矩要求）和负载的工作环境（比如负载的工作温度和湿度）来确定。
通过分析负载的功率需求，可以选取适合的驱动器来满足负载的需求。
综上所述，惯量匹配和容量匹配是伺服系统动力设计的重要方法。
关于伺服电机惯量匹配一系列问题及选型介绍
关于伺服电机惯量匹配一系列问题及选型介绍一、“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。
一句话，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。
对于基础金属切削机床，对于伺服电机来说，一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。
惯量匹配对于电机选型很重要的，同样功率的电机，有些品牌有分轻惯量，中惯量，或大惯量。
其实负载惯量最好还是用公式计算出来。
常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的（可以去查机械设计手册）。
我们曾经做过一试验，在一伺服电机的轴伸，加一大的惯量盘准备用来做测试，结果是：伺服电机低速时停不住，摇头摆尾，不停地振荡怎么也停不下来。
后来改为：在两个伺服电机的轴伸对接加装联轴器，对其中一个伺服电机通电，作为动力即主动，另一个伺服电机作为从动，即做为一个小负载。
原来那个摇头摆尾的伺服电机，启动、运动、停止，运转一切正常！二、惯量的理论计算的功式？惯量计算都有公式，至于多重负载，比如齿轮又带齿轮，或涡轮蜗杆传动，只要分别算出各转动件惯量然后相加即是系统惯量，电机选型时建议根椐不同的电机进行选配。
负载的转动惯量肯定是要设计时通过计算算出来拉，如果没有这个值，电机选型肯定是不那么合理的，或者肯定会有问题的，这是选伺服的最重要的几个参数之一。
至于电机惯量，电机样本手册上都有标注。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配
伺服电机选型及调试碰到惯量匹配应如何确定?那什么又是“惯量匹配”?相信用户在伺服电机系统选型或调试中都会出现这样的疑问。
本文具体针对此问题做个详细叙述。
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(以工具机为例)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”。
发生这种现象的具体表现：
1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;
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(伺服惯量比参数为1-37，JL/JM)。
这样，就有了惯量匹配的问题!
惯量匹配具体有什么影响又如何确定?
影响：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。
确定：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(如：步进电机)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。
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;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。
2.当JL = 3×JM ，则马达的可控性会些微降低，但对平常的金属切削不会有影响。
(高速曲线切削一般建议JL ≦JM)
3.当JL ≧3×JM，马达的可控性会明显下降，在高速曲线切削时表现突出
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，仪器仪表世界网认为惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。