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 3 T# N% R& J- F/ A) q; K

2 Y- a* r! P: K( Z+ A7 X# t! k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
. C' `* Q0 l6 [, _. Z式，需要进行惯量匹配。1 I3 i( D( n% F% E$ J

0 ?) r7 l* w/ h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？( M) f6 L7 o2 C% g7 R2 S
# B  C8 R; P8 [$ p- E& L
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( m" M3 ^1 h7 W
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 17:43
. v. Q- H1 i% ^# C个人认为都需要考虑吧。

7 {( w' X' K8 i/ K! ?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 18:065 a8 \# Y$ V* ^" X/ T
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 ...

# b& R+ m4 T& [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。
( S3 c# t6 W8 W/ z/ f) y5 o$ t* ]
作者: 君越168    时间: 2024-10-9 10:43
给你一个参考安川的DD马达2 N9 `) ~4 \" g* Z! Y  Y1 K
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
/ F  [4 b+ u5 W( b9 i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。

9 U$ E* s; y. W- S3 [) H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& d; V/ r" [/ f, w" A; N
作者: 枫叶正暖    时间: 2024-10-9 11:51
xia镇东 发表于 2024-10-9 11:32
5 m" _$ U* x3 U3 t, `" N' k3 N* ?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 ...

3 Q3 Q) y+ l9 ]. Z- \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。
4 R: S, E5 F9 c: [
1 ^3 N: q" A' `7 b/ o3 h/ qDD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。2 R4 b1 B5 O. b) e8 G# X
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# }; [  a' u8 u9 o9 Y& W
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 ...

+ b# G. Y+ m, @2 k请问一下您发的这个资料的名称是什么，想学习一下$ ~7 {& v0 P3 ~- X7 L8 P4 o+ S
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
3 u- E( C( `9 F; l) U: v
7 }; v$ V( @, C# N8 {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。
$ J, Y* b2 D) n3 s7 @! f4 b3 Q具体表现，也是响应问题，或者说是震动。) S1 v* u. _1 ^6 q
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。$ D: i0 e; K& W
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。; b/ n$ X  A: l7 |/ Z
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。
: j3 U% l" A( A- \, I, L0 x
1 s( x; \! j: j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
) l  h8 D  {  r/ e  D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。  
3 R& r4 }! U7 x8 x
' B$ I7 r2 \2 F, w& l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。
# \& w; H* D# _" y3 t
4 K1 F, ^( Z% s' A# {5 E以上，经验有限，难免也有不足的地方，欢迎讨论。
/ }" {- A8 d! q/ n) _2 b/ V% t



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