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标题: 关于伺服电机转动惯量的问题 [打印本页]

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 09:13
标题: 关于伺服电机转动惯量的问题
设计背景如下：

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 09:16
速度曲线如下图2

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 09:23
问题：我计算的旋转盘的转动惯量为：约825 X10^-4 kg.m^2
远远大于伺服电机的允许负载转动惯量：94.8X10^-4 kg.m^2，厂家说行不通

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 09:27
然后我想采用减速传动解决这个问题，但是经过减速后转速又达不到了。问了好些做自动化设备的，有些说没遇到过，有些说肯定不行，但是都给不了解决方案，各位大神有没有好的建议或者方案。

作者: 麦香牛奶 时间: 2016-4-29 09:49
你的负载转动惯量太大了，加速时会出现爬行现象，减速时停不下，用高惯量的电机，加减速器。

作者: fwsc 时间: 2016-4-29 10:15
电机带不动负载，加速、减速时间太长，会产生抖动、爬行现象

建议选用更大惯量的伺服电机

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 11:12

fwsc 发表于 2016-4-29 10:15
电机带不动负载，加速、减速时间太长，会产生抖动、爬行现象

建议选用更大惯量的伺服电机

找到有惯量大的，转速又达不到要求了，您有推荐的伺服电机，允许负载惯量和转速都能达到要求的吗？

作者: /_cast_王珂 时间: 2016-4-29 11:50
你的转速太高了啊，干嘛用的转盘啊。转起来有毛线的精度啊，没精度上伺服电机干嘛。

作者: 一展刀锋 时间: 2016-4-29 12:40
正常匹配3-5倍
825除以94.8就是10倍左右的惯量比，问问东方马达之类的行不行

作者: fwsc 时间: 2016-4-29 12:55
你这个速度和转动惯量要求比较高，我查了西门子的样本，常规伺服电机没有能符合的。

查了安川的样本，发现几个大功率的伺服电机，转动惯量足够，但是速度有些低，可能要陪增速器。

作者: OPP1199 时间: 2016-4-29 13:03
是分度用的么，用凸轮分割器吧

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 13:25

/_cast_王珂发表于 2016-4-29 11:50
你的转速太高了啊，干嘛用的转盘啊。转起来有毛线的精度啊，没精度上伺服电机干嘛。

请教您，用其它电机有合适要求的吗，可否告诉我品牌和型号？

作者: 武当问道 时间: 2016-4-29 13:27
用变频吧

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 13:27

一展刀锋发表于 2016-4-29 12:40
正常匹配3-5倍
825除以94.8就是10倍左右的惯量比，问问东方马达之类的行不行

正常的是3-5倍是电机的转子惯量的3至5倍，我那个参数表里面的已经是负载允许的了。是东方马达的代理技术员给的一款转矩较大的了。

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 13:34

OPP1199 发表于 2016-4-29 13:03
是分度用的么，用凸轮分割器吧

不是分度用的，是晶圆片表面涂胶用的。

作者: 小风1123 时间: 2016-4-29 13:35

武当问道发表于 2016-4-29 13:27
用变频吧

可否推荐一款满足要求的合适的电机（如某品牌，某型号的电机，不是伺服的也可以）

作者: fanscky 时间: 2016-4-29 13:49
学习了！

作者: aniu349342950 时间: 2016-4-29 14:06

小风1123 发表于 2016-4-29 09:23
问题：我计算的旋转盘的转动惯量为：约825 X10^-4 kg.m^2
远远大于伺服电机的允许负载转动惯量：94.8X10^- ...

换个2kw的，转盘掏空点重量

作者: 13262616073 时间: 2016-4-29 16:52
你要多大的惯量和多少转速的伺服电机？

作者: 尘世天涯 时间: 2016-4-29 17:32
你这个应用属于转速控制，对于伺服电机来说，惯量比可以放的更大，在这里，我按照惯量比30，减速比2计算，找到一个电机符合你的要求
施耐德BMH1003P，电压选三相400V
当然这个惯量比30，还需要厂家来做个验证。不过根据我以前的经验，只做转速控制，应该是可以的。

作者: 丹枫911 时间: 2016-4-29 21:47

aniu349342950 发表于 2016-4-29 14:06
换个2kw的，转盘掏空点重量

只能加大电机，然后再想办法把转盘做小做轻做薄，以便减低转动惯量了

作者: fwsc 时间: 2016-4-29 23:13
你的旋转盘的转动惯量怎么计算的？怎么和我的差这么多

作者: 小风1123 时间: 2016-4-30 18:25

fwsc 发表于 2016-4-29 23:13
你的旋转盘的转动惯量怎么计算的？怎么和我的差这么多

I=0.5mr^2=0.5x6kgx(0.35/2)^2=0.09187kg.m^2=918.7x10^-4 kg.m^2

作者: 小风1123 时间: 2016-4-30 18:26

小风1123 发表于 2016-4-30 18:25
I=0.5mr^2=0.5x6kgx(0.35/2)^2=0.09187kg.m^2=918.7x10^-4 kg.m^2

825 X10^-4 kg.m^2这个我是按铝合金的密度及旋转盘尺寸算出来的，所以差了点，但差得不是特别多。

作者: 小风1123 时间: 2016-4-30 18:46

尘世天涯发表于 2016-4-29 17:32
你这个应用属于转速控制，对于伺服电机来说，惯量比可以放的更大，在这里，我按照惯量比30，减速比2计算， ...

施耐德BMH1003P，电压选三相400V 按30配比来算，也只有301x10^-4 kg.m^2

作者: 西窗暮雪 时间: 2016-4-30 19:09
既然圆心的转动惯量大，为何不在转盘的圆周驱动呢

作者: 小风1123 时间: 2016-4-30 19:15

西窗暮雪发表于 2016-4-30 19:09
既然圆心的转动惯量大，为何不在转盘的圆周驱动呢

可否画一个简单的方案示意图

作者: fwsc 时间: 2016-4-30 19:49

小风1123 发表于 2016-4-30 18:26
825 X10^-4 kg.m^2这个我是按铝合金的密度及旋转盘尺寸算出来的，所以差了点，但差得不是特别多。

(, 下载次数: 61)

作者: 小风1123 时间: 2016-5-1 19:21

尘世天涯发表于 2016-4-29 17:32
你这个应用属于转速控制，对于伺服电机来说，惯量比可以放的更大，在这里，我按照惯量比30，减速比2计算， ...

不好意思，没考虑到减速比，如果加上2：1的减速比的话，按30的配比就够了。
电机的转动惯量是：10.3x10^-4kg.m^2
按惯量比30算，就是300.9x10^-4kg.m^2,再按1：2的减速比折算到负载上的转动惯量就是：1203.6x10^-4kg.m^2，已经能满足要求了，

作者: 小风1123 时间: 2016-5-1 19:34

fwsc 发表于 2016-4-30 19:49

嗯，我跟您的算法是一样的，只是我将铝合金的密度按2.8来算的。

作者: fwsc 时间: 2016-5-1 19:50

小风1123 发表于 2016-5-1 19:34
嗯，我跟您的算法是一样的，只是我将铝合金的密度按2.8来算的。

如无必要，可将盆掏成空心的，或者减小旋转半径，可大幅度降低转动惯量。

作者: fwsc 时间: 2016-5-1 19:54

小风1123 发表于 2016-5-1 19:21
不好意思，没考虑到减速比，如果加上2：1的减速比的话，按30的配比就够了。
电机的转动惯量是：10.3x10^ ...

还要将减速器、联轴器的惯量计算进去。

做速度控制，惯量比30有些大。

作者: 小风1123 时间: 2016-5-1 20:32

fwsc 发表于 2016-5-1 19:50
如无必要，可将盆掏成空心的，或者减小旋转半径，可大幅度降低转动惯量。

嗯，结构限制，可能无法实现减质量（要减也只能减一点）

作者: 小风1123 时间: 2016-5-1 20:37

fwsc 发表于 2016-5-1 19:54
还要将减速器、联轴器的惯量计算进去。

做速度控制，惯量比30有些大。

我是看了20楼，尘世天涯选的那款电机，30的惯量比有点大，但是也不一定，有些电机允许的惯量比本身就大，有的甚至达到80多的惯量比，本着严谨的原则，上班那天打电话和施耐德相应的人员核实一下。

作者: daphne5iu 时间: 2016-5-4 09:17
和松下伺服的聊过，惯量比30以下，影响几乎没有区别，惯量比取大点30应该没问题

作者: WUHANLIST 时间: 2016-5-4 10:22

西窗暮雪发表于 2016-4-30 19:09
既然圆心的转动惯量大，为何不在转盘的圆周驱动呢

在哪里驱动，惯量是一定的。

作者: 尘世天涯 时间: 2016-5-4 10:47

小风1123 发表于 2016-5-1 20:37
我是看了20楼，尘世天涯选的那款电机，30的惯量比有点大，但是也不一定，有些电机允许的惯量比本身就大 ...

这个惯量比选多少合适，最终取决于是位置控制还是速度控制，或者扭矩控制。要求是递减的。至于具体是多少，取决于厂家的驱动技术的先进程度

作者: 小风1123 时间: 2016-5-4 16:08
惯量比30，经过多次沟通，施耐德技术员认为在我现有的工况下，问题不大，现在又引申出一个新的问题，专用的伺服电机减速器（如下图类似）没有速比为2的减速器，最小只有3的（涨知识了），如果采用同步带轮，小轮带大轮减速，又会因为结构的原因，使我整个机台的尺寸增加。

作者: 小风1123 时间: 2016-5-4 16:18

尘世天涯发表于 2016-5-4 10:47
这个惯量比选多少合适，最终取决于是位置控制还是速度控制，或者扭矩控制。要求是递减的。至于具体是多少 ...

以下图9是我根据图2的速度曲线，按转盘825kg.cm^2的转动惯量和1.5倍的系数（考虑该轴线其它配件的转动惯量及摩擦转矩）做的一个力矩曲线，如果我不设置减速机构，按最终得出的力矩要求和转速要求及速度，力矩曲线，很多厂家的伺服电机都能满足，唯独就一个允许的转动惯量不满足，我在思考，我的机构对速度控制要求也不严格，起停位置也无要求，即使转动惯量超了很多，又会带来什么影响呢，非常的疑惑。

作者: 尘世天涯 时间: 2016-5-5 09:18

小风1123 发表于 2016-5-4 16:18
以下图9是我根据图2的速度曲线，按转盘825kg.cm^2的转动惯量和1.5倍的系数（考虑该轴线其它配件的转动惯 ...

我想你对于选择伺服电机存在一个误区

选择过程中第一个要做的就是惯量匹配，根据你的要求，是位置控制，速度控制或者扭矩控制来选择合适的惯量比，这个合适的是指满足要求的最经济方式。如果惯量比不合适，则需要通过更换电机或增加减速机的方式，使这个比例保持在合理范围
做完这些事情，才去考虑扭矩和转速是否满足要求
第一步，考虑的是系统本身是否能稳定运行，如果系统本身都不能稳定运行，再好的配置也没有用。第二步才去考虑其功能，是否满足使用要求

作者: 小风1123 时间: 2016-5-5 10:04

尘世天涯发表于 2016-5-5 09:18
我想你对于选择伺服电机存在一个误区

选择过程中第一个要做的就是惯量匹配，根据你的要求，是位置控制 ...

明白，昨天晚上看了很多关于伺服电机惯量不匹配会导致什么情况的贴子，感谢您的热心回复和建议，非常感谢。

作者: 小风1123 时间: 2016-5-5 10:12

尘世天涯发表于 2016-5-5 09:18
我想你对于选择伺服电机存在一个误区

选择过程中第一个要做的就是惯量匹配，根据你的要求，是位置控制 ...

谢谢您上次推荐的那款施耐德的伺服电机，如果采用该伺服电机，需要一个速比为2的伺服电机减速机，但是市面上不存在这样的伺服电机减速器（市场上最小速比为3），现在正考虑用同步带传动实现速比2的减速功能，虽然这会影响我整个机台的结构布局及尺寸。但总比客户要求及功能要求达不到要好。

作者: hehuoren666 时间: 2019-5-27 12:15
我想问下你这个问你解决了吗？最终怎么选择的，谢谢

作者: 1wswangjincheng 时间: 2023-4-22 14:34
转动惯量对于伺服电机的稳定运行起到关键的作用，位置控制要求比较高

作者: zhaoliang913y 时间: 2023-5-10 11:35
建议3-5倍

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