机械社区

标题: 请教：惯量匹配问题 [打印本页]
作者: 枫叶正暖    时间: 2024-10-8 16:49
标题: 请教：惯量匹配问题
本帖最后由 枫叶正暖 于 2024-10-8 16:51 编辑 " \2 b9 S# G1 N& R5 i4 Y4 y
8 S  |: y4 F6 V1 s
问题描述：选择无框力矩电机+编码器进行驱动，设备会频繁换向，由于不准备用减速机，导致惯量比很大，达到65了。如果采用皮带或者齿轮传动方
" r. B, Q; k3 t" J3 h$ _! y* L式，需要进行惯量匹配。- [9 Z9 O- f* ?, d: Y7 U

% o' J' k6 G+ }* R1 u0 ~) T% _3 d但是如果电机模组转子通过螺钉直接和负载连接，这种情况下还需要考虑惯量匹配的问题吗？8 P" ^5 O+ D. X. k! m

6 U2 F1 j! G0 L7 M( x0 J' q7 X4 u
作者: 564156415gdr    时间: 2024-10-8 17:43
个人认为都需要考虑吧。
作者: xia镇东    时间: 2024-10-8 18:06
是否要匹配惯量，这个跟你需要的响应速度快慢有关。负载惯量大，启动就慢，停下来也慢。看你的接受范围，太慢就会成为所谓的“不受控”。一般的惯量比控制在10左右( ?5 w' W/ x% R* o7 k5 @
作者: duduxiaozi32    时间: 2024-10-9 08:24
按我个人理解，无框力矩电机直连不用考虑惯量比问题，既然转子都是刚性连接在一起，那怎么算哪个是电机转子惯量，那个算负载惯量。且对于为何要考虑惯量比问题，有的文献提到，由于机械传动存在间隙，在换向及加减速时发生碰撞对系统产生冲击，合理的惯量比有助于系统稳定及电气控制。这都直连了，我个人觉得不用考虑惯量比
作者: 枫叶正暖    时间: 2024-10-9 08:29
564156415gdr 发表于 2024-10-8 17:430 K6 ], g! F  q- P# _& K4 ]( d# J7 H$ J
个人认为都需要考虑吧。
0 K$ L1 c5 c; I# f0 p
在网上查阅了一些有关惯量匹配的资料，提到之所以伺服系统驱动时需要注意惯量匹配，是因为采用皮带，齿轮等传动方式时，传动过程中存在碰撞和刚度不足的问题，会导致负载运动相应速度滞后。如果我的负载和电机转子直接用螺钉连接，相当于两者是刚性连接，还是没搞清楚这种情况下是否还需要考虑惯量匹配的问题，或者说这种情况下惯量比是否可以适当增大一些。
作者: 枫叶正暖    时间: 2024-10-9 08:31
xia镇东 发表于 2024-10-8 18:06
- X" d+ \. X, L% i. g9 O7 \) W4 n( \是否要匹配惯量，这个跟你需要的响应速度快慢有关。负载惯量大，启动就慢，停下来也慢。看你的接受范围，太 ...
$ _# S" R7 \7 W
谢谢你的解答。计算发现电机扭矩是够的，但是惯量比还是偏大。
8 Y/ f/ H% H2 U- H7 q
作者: 君越168    时间: 2024-10-9 10:43
给你一个参考安川的DD马达
# [( n, E# l7 ?3 @, M; s6 Y7 P
作者: jinshenxiaohuo    时间: 2024-10-9 11:26
考虑，亲身经历，不考虑的话匹配不起来，刹不住车
作者: xia镇东    时间: 2024-10-9 11:32
枫叶正暖 发表于 2024-10-9 08:31
+ r" k, R3 b, @# Z9 [" u谢谢你的解答。计算发现电机扭矩是够的，但是惯量比还是偏大。

& L7 ^; x/ E" D9 y0 J! ^/ ?硬连接也是要考虑负载容不容易被电机驱动，就是启动以及刹车的问题，一般惯量比控制在10以内，也有宽松一点的控制在20以内。如果不加减速机可以考虑高惯量电机。实在不行还是要加上齿轮减速或上减速机" b! {9 b' {4 {+ Z( {8 j$ ]
作者: 枫叶正暖    时间: 2024-10-9 11:51
xia镇东 发表于 2024-10-9 11:32
" l  P& ^# a/ k; o3 |2 b硬连接也是要考虑负载容不容易被电机驱动，就是启动以及刹车的问题，一般惯量比控制在10以内，也有宽松一 ...
* a3 Z9 \: b: Y: r6 R# X8 P& y
谢谢解答，再结合7楼和8楼两位提供的资料和经验，即使是硬连接也是要考虑惯量匹配的问题，后续还是要好好计算一下。: i: b. `- l4 P: B3 G) d
2 F1 r9 ~9 R( k
DD马达的使用和我的这种无框力矩电机连接方式一样的，刚刚也找了一点有关DD马达的资料，对比于其他传动方式，硬连接的时候惯量比可以适当加大。
1 y' q  O6 S' }# _) N) N% l
作者: 噩梦醒来    时间: 2024-10-9 14:04
T=J.β  电机扭矩一定的情况，负载惯量越大，角加速度越小，启动和停车就慢。这就是为什么要考虑惯量匹配的原因。单从能不能驱动来看，轴承摩擦力很小，扭矩一般都是足够的。
作者: cangzhoumj    时间: 2024-10-14 16:21
需要
作者: liuxing0610    时间: 2024-10-25 13:54
枫叶正暖 发表于 2024-10-9 11:51* Z+ `( X( `8 C, y6 ]* R% N5 V
谢谢解答，再结合7楼和8楼两位提供的资料和经验，即使是硬连接也是要考虑惯量匹配的问题，后续还是要好好 ...

* k4 J- `' q$ t7 o+ M请问一下您发的这个资料的名称是什么，想学习一下1 J6 c. t: @' D, u) Z4 G
作者: 水水5    时间: 2024-10-26 09:23
本帖最后由 水水5 于 2024-10-26 09:32 编辑 ' \( |: q1 V, ?# ?2 ^1 N

8 b) [: u" B. c3 n我有不同的看法，但是结论还是要进行惯量匹配。为什么呢？因为没有绝对刚性的链接。
5 n, C$ x4 b# \0 K具体表现，也是响应问题，或者说是震动。* J2 [! G- @% J3 s
浅显一点的，一般搞机械的同志可能都没有调伺服的机会。不巧，我有一次，所以加深了对惯量的理解。, i- |$ e$ w. f& ^( t/ @* p
一台松下伺服做的桁架，有一个很长的悬臂轴。如果从伺服参数中调节惯量比，就能在启动和停止时很好的抑制末端的震动。
1 X/ Z0 z/ M8 X2 l0 [我猜他内部驱动计算了加减速时间，通过正确的惯量，能得到一个比较柔顺的减速曲线。
5 M* I" M! w4 i: X" c2 b, r6 E+ H/ d5 u: |4 n
但是调节范围是有一定局限的，不是说惯量比可以无限的大。古语讲蚍蜉撼大树
4 P) d# K1 A4 r" r( `) f旋转运动中的惯量类似与直线运动中的质量，是阻碍运动变化的能力。或者说，惯量约大，加速度越小。但这是抽象出来的理想模型。实际使用中肯定有其他的干扰因素，有恒定的阻力等等。同样的，在理论力学中，是将物体看作刚性的，但是在材料力学中是将物体看作柔性的，任何物体都有变形。所以，力的传递也有一个过程。选择合适的惯量比就是将物体的变形忽略掉。  6 G1 e* r3 S2 \$ r

4 q  `- l: f! F在没有减速机的情况下，一般惯量比不会很大，除非你需要的加速度很小。加速度很小的时候，这个时候一点点阻力一点点扰动就可能导致加速度的失效。那传动结构的弹性变形就会尤为明显。  一般伺服电机的默认设置是0.2秒加速到3千转每分，（经过计算，此时的惯量比约为25倍）即电机空载是的扭矩加速电机自身的转子所能带来的惯量，能够达到这个加速度。。那如果直连的话，其实这个惯量比就有点类似与带载启动与空载启动的加速度比值。如果惯量比很大，那负载的加速时间就很长，这是不可取的，目前应该没有这样的机械。: ]7 `9 M8 ?2 [" L. R, Q

" h7 @( W; H2 j1 o以上，经验有限，难免也有不足的地方，欢迎讨论。
! ~4 g( s& \$ X/ ~' |. [



欢迎光临 机械社区 (http://www.cmiw.cn/) Powered by Discuz! X3.4