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松下伺服電機(jī)

行業(yè)資訊

什么是“慣量匹配”?伺服電機(jī)的慣量問題

作者: 深圳市日弘忠信實業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)表時間:2023-08-24 14:56:48瀏覽量:213

  松下伺服電機(jī)代理—日弘忠信今天給大家講講什么是“慣量匹配”?伺服電機(jī)的慣量問題。伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī),是一種補助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,...
文本標(biāo)簽:伺服電機(jī)

  松下伺服電機(jī)代理—日弘忠信今天給大家講講什么是“慣量匹配”?伺服電機(jī)的慣量問題。伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī),是一種補助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類,其主要特點是,當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機(jī)

  伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移,因為,伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。

  在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中,常會碰到慣量問題。其具體表現(xiàn)為:

  在伺服系統(tǒng)選型時,除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等因素外,我們還需要先計算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量,再根據(jù)機(jī)械的實際動作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機(jī);在調(diào)試時,正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提。此點在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出,這樣,就有了慣量匹配的問題。

  什么是“慣量匹配”?

  (1)根據(jù)牛頓第二定律:“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩T = 系統(tǒng)傳動慣量J × 角加速度θ角”。 加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性,θ越小,則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長,系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化,則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢,影響加工精度。由于馬達(dá)選定后最大輸出T值不變,如果希望θ的變化小,則J應(yīng)該盡量小。

  (2)進(jìn)給軸的總慣量“J=伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動量JM + 電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動量JL。負(fù)載慣量JL由(以平面金切機(jī)床為例)工作臺及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運動件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。 JM為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量,伺服電機(jī)選定后,此值就為定值,而JL則隨工件等負(fù)載改變而變化。如果希望J變化率小些,則最好使JL所占比例小些。這就是通俗意義上的“慣量匹配”。

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