伺服电机实际应用转速200rpm，不使用减速器，也要按负载转动惯量小于等于3倍转子惯量吗

非标设计zf

一个750w伺服电机直接驱动同步轮，同步带上输送10kg的物体，速度1m/s，加减速时间都为0.5s，驱动同步轮s5m直径68mm，电机实际运行转速200rpm。计算出负载转动惯量是转子惯量的100倍，但是计算出的启动转矩只有1点几nm，小于电机额定转矩2.39，最大转矩8nm。电机厂家说我们的转动惯量太大了，伺服响应性不好。但是我认为转速低，不能按转动惯量计算

山下敬吾

我有点理解楼主的意思了。
你的计算方法应该是：线性加速，根据负载转动惯量和加速时间，计算出所需扭矩，然后比较电机的输出扭矩，如果小于输出，就认为电机选型没有问题。
我简单计算了一下.
1.直径68mm带轮，电机转速200rpm，
那么皮带速度应该是0.068*3.14*200/60=0.71m/s
似乎有点问题，要1m/s应该要60齿95.49那个？
2.皮带和皮带轮的惯性懒得查了，我也不知道中心距多少。
仅考虑工件的质量。
转动惯量：10*0.034^2=0.012kg*m
角速度：200*3.14*2/60=20.9rad/s
加速时间：t=0.5s
角加速度：α=41.8rad/s^2
所需转矩：41.8*0.012=0.5N*m
也就是说让10kg工件在0.5s内到达1m/s速度所需的转矩是0.5N*m，
摩擦力算0.2，加上带轮和皮带，倒也差不多。

这样的计算方法没有问题，但是有一定的局限性。楼主提到了负载惯量和转子惯量的比值问题，应该是了解这个选型限制的：负载惯量与电机转子惯量之比最佳值为为一，最大不可超过五倍。
认为自己的计算和这条原则发生了冲突，事实证明仅仅依照转矩计算是不行的，那问题出在哪儿呢？
这里涉及到伺服电机的工作原理，我尝试解释一下，并附上参考文献，想深入了解的话可以去读一读。

[1]黄捷建,张静,李浩,陈顺利.伺服电机负载惯量比的合理取值[J].微电机,2017,50(11):72-75.
[2]肖潇,杨金堂,全芳成,李京,田晓波,汪谱发.伺服电机的选型原则与计算[J].机床与液压,2014,42(22):44-46+49.

冷月梧桐

S5M直径68mm，打回去重算

非标设计zf

|冷月梧桐发表于 03-29 08:48S5M直径68mm，打回去重算

这不是重点，40齿节径63.66不影响计算结果

山下敬吾

你认为响应时间没问题，那就没问题。
厂家就提醒你一下，出问题别找它而已。
就这样。

非标设计zf

|山下敬吾发表于 03-29 09:55你认为响应时间没问题，那就没问题。<br>
厂家就提醒你一下，出问题别找它而已。<br>
就这样。

整线的输送电控调试不出来，电控和厂家都说负载转动惯量太大了，不稳定。我是帮同事计算的，我想确认我的算法

机械——菜鸟

你的出发点是不是为了省减速器的钱？那用闭环步进电机它不香吗？

非标设计zf

|机械——菜鸟发表于 03-29 11:18你的出发点是不是为了省减速器的钱？那用闭环步进电机它不香吗？

已经决定用86的闭环步进。关键是我这样计算是否合理，步进转动惯量是伺服的5倍，负载惯量是步进的20倍

非标设计zf

|山下敬吾发表于 03-29 13:10我有点理解楼主的意思了。<br>
你的计算方法应该是：线性加速，根据负载转动惯量和加速时间，计算出所需扭矩，然后比较电机的输出扭矩，如果小于输出，就认为电机选型没有问题。<br>
我简单计算了一下.<br>
1.直径68mm带轮，电机转速200rpm，<br>
那么皮带速度应该是0.068*3.14*200/60=0.71m/s<br>
似乎有点问题，要1m/s应该要60齿95.49那个？<br>
2.皮带和皮带轮的惯性懒得查了，我也不知道中心距多少。<br>
仅考虑工件的质量。<br>
转动惯量：10*0.034^2=0.012kg*m<br>
角速度：200*3.14*2/60=20.9rad/s<br>
加速时间：t=0.5s<br>
角加速度：α=41.8rad/s^2<br>
所需转矩：41.8*0.012=0.5N*m<br>
也就是说让10kg工件在0.5s内到达1m/s速度所需的转矩是0.5N*m，<br>
摩擦力算0.2，加上带轮和皮带，倒也差不多。<br>
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这样的计算方法没有问题，但是有一定的局限性。楼主提到了负载惯量和转子惯量的比值问题，应该是了解这个选型限制的：负载惯量与电机转子惯量之比最佳值为为一，最大不可超过五倍。<br>
认为自己的计算和这条原则发生了冲突，事实证明仅仅依照转矩计算是不行的，那问题出在哪儿呢？<br>
这里涉及到伺服电机的工作原理，我尝试解释一下，并附上参考文献，想深入了解的话可以去读一读。<br>
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[1]黄捷建,张静,李浩,陈顺利.伺服电机负载惯量比的合理取值[J].微电机,2017,50(11):72-75.<br>
[2]肖潇,杨金堂,全芳成,李京,田晓波,汪谱发.伺服电机的选型原则与计算[J].机床与液压,2014,42(22):44-46+49.

非常感谢您的回答，一语点中问题的核心。伺服转速300rpm也要按照3-5倍电机转轴惯量算吗。满速3000rpm运行时我可以理解3-5倍的惯量比。还有之前计算是按照300rpm计算的，现在表述的200rpm是我早上回忆错了。

山下敬吾

电机内部转子的运动传递到外部类似于小球碰撞的情景，A球质量越小，将自己的速度传递给B球就越困难，当这个传递超过伺服系统的允许使用工况时，就会导致抖动或者相应时间变长。
如何解决负载不匹配带来的问题也是伺服研究的一个重要方向，相关的论文颇为丰富。
另外，刚刚提到的五倍以内只是约数，具体的推荐使用负载需要查询样本或者咨询厂家。
关于不同转速适用的负载比例是否相同，在额定转速以下，扭矩是一样的，超出额定转速，扭矩变小，所以...这里我认为伺服系统的负载比例是不变的。
另外，其实电机选型，我用过的日精，东方马达，三菱等厂家都有提供选型软件，懒得学习软件的话也可以委托代理商帮忙计算。所以很久没有动手算过了，今天又复习了一下，哈哈。
以上。