利用传动比实现伺服电机的惯量匹配

利用传动比实现伺服电机的惯量匹配

刘志斌

1、在电机拖动系统中，电机的转动惯量与负载的转动惯量没有必然的联系；

2、大多数情况下电机的转动惯量总是小于负载的转动惯量；

3、如何实现电机的转动惯量与负载的转动惯量的匹配？

4、利用传动比可以实现电机与负载的惯量匹配：

    电机的惯量×α=负载的惯量/传动比的平方

    传动比的平方=负载惯量/电机惯量×α

5、所以传动比就是实现电机惯量与负载惯量匹配的“变换器”；

6、所以传动比是否合适，以系统是否实现惯量匹配为标准！

7、α为伺服惯量JM是系统惯量JL的倍数，α增大时系统惯量中伺服惯量JM的比例减小，系统加速度提高；

1、 电机的惯量×α=负载的惯量/传动比的平方
     电机的惯量=负载的惯量/（传动比的平方×α）

     传动比的平方×α=负载惯量/电机惯量

2、伺服系统负载惯量是一定的，选用的伺服的惯量也是一定的，我们选择一定的传动比，就能实现系统的惯量平衡：

      传动比的平方×α=负载惯量/电机惯量

我们称 “传动比的平方×α”为系统惯量平衡值，“传动比的平方”偏离惯量平衡状态×α倍；

3、同功率的伺服电机，可以有不同惯量的电机：

1）低惯量电机，×α取值大，例如α=20，则系统传动比的平方取值，实际偏离匹配值“传动比的平方×α” 20倍，所以系统非平衡运行状态时，电机运行受负载的冲击大；

2）高惯量电机，×α取值小，例如α=5，则系统传动比的平方取值，实际偏离匹配值“传动比的平方×α” 只有5倍，所以系统非平衡运行状态时，电机运行受负载的冲击小；

3）纵观伺服系统惯量匹配，×α取值在（3～20）倍，就是说系统偏离惯量匹配值（3～20）倍，所以处于欠惯量匹配状态；

4、所以伺服系统并没有追求惯量平衡，而是追求系统惯量JL/传动比（1/α+1）小，系统加速度大，速度相应快，特别是×α取值大时；

5、如果系统惯量平衡时，系统惯量是JL/传动比（1/α+1）=2JL/传动比，系统惯量最大，电机转子的惯量占系统惯量的1/2，在转矩一定的情况下，系统加速度小，负载速度反应慢，显得转矩不足！

6、如果系统设计时，额定转矩选的余量大，可适当选用高惯量的电机，以求系统运行惯量平衡而稳定！

7、当依靠传动比使系统惯量平衡时，如果负载是大惯量系统，必然导致传动比选的大，负载运行速度偏低的情况出现，这是可以适当提高电机的额定转速，例如采用高速电机以弥补速度不足；

8、当依靠传动比使系统惯量平衡时，如果负载是小惯量系统，必然导致传动比选的小，负载运行速度偏高的情况出现，这是可以适当降低电机的额定转速，例如采用低速电机以弥补速度过高；

“---樓主可不知電機有高低貫量之分”

1、楼主说：

1）低惯量电机，×α取值大，例如α=20，则系统传动比的平方取值，实际偏离匹配值“传动比的平方×α” 20倍，所以系统非平衡运行状态时，电机运行受负载的冲击大；

2）高惯量电机，×α取值小，例如α=5，则系统传动比的平方取值，实际偏离匹配值“传动比的平方×α” 只有5倍，所以系统非平衡运行状态时，电机运行受负载的冲击小；

2、“樓主可不知電機有高低貫量之分”笨鸟是什么意思？笨鸟是睁眼说瞎话？

“怎麼會(3---20) 是(5---20)”


1、笨鸟认为是“(5---20)”；

2、楼主认为是(3---20)；

3、各有各的依据！笨鸟说话太无理！