惯量认识

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资源描述

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。3、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!那到底什么是“惯量匹配”呢?通常的,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由工作台及上面装的夹具和工件、滚珠丝杆、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”。那惯量匹配又会带来什么影响?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;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。3.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);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。伺服电机惯量直接关系到伺服电机的精确度和稳定性。(1)惯量越小,精度越高(2)惯量越大,稳定性越高

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