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标题: 伺服系统的最小惯量比 [打印本页]
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 13:41
标题: 伺服系统的最小惯量比
本帖最后由 尘世天涯 于 2017-1-12 15:51 编辑
我们都知道在对伺服系统进行选型计算时，必须要计算惯量比，每个伺服电机的厂家也都会给出自己推荐的范围
比如下图：力士乐推荐的范围： 对于机械加工<=1.5，对于搬运<=6
(, 下载次数: 101)
再比如下图：SEW推荐的范围：皮带+普通减速机<10，皮带+低背隙减速机<15，齿轮齿条+低背隙减速机<15
(, 下载次数: 151)
当然还有很多，我就不一个一个列出
看了很多资料，然后问题就来了：惯量比太小的影响是什么？惯量比是否能小于1，小于1有下限吗？
另外：伺服压机的惯量比如何控制的？这应该是一个伺服电机很特殊的应用，因为要求的输出力通常都非常大，但是由于外部负载很小，因此惯量比应该也很小才对，那么伺服压机的合理惯量比是多少？系统的动态性能是否由于惯量比过小受到了限制？
以上， 希望各位大侠能帮助解惑，不胜感激！
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上传一下我搜集到的资料，唯一 一份讨论惯量比小于1的资料
(, 下载次数: 43)
补充内容 (2017-4-1 11:16):
经过我多方咨询，和查阅资料，得到了这个问题的最佳答案
系统的惯量比有上限，具体值根据厂家驱动器的技术先进程度不同而不同
系统的惯量比没有下限，小于1的惯量比不会带来明显的性能提升，但成本会显著增加
补充内容 (2017-4-1 11:17):
至此，我认为这个帖子可以关闭了。如果大家仍有不同看法，欢迎讨论
作者: 未来第一站 时间: 2017-1-12 14:15
本帖最后由 未来第一站 于 2017-1-12 14:36 编辑
1，惯量比不可能小于1。
2，估计楼主是惯量这块看的太杂，迷糊了。
3，建议楼主找本好的《电机与拖动》看看，系统梳理一下。
作者: 茉莉素馨 时间: 2017-1-12 14:44
惯量比越小，系统越硬
惯量比越大，系统越软
惯量比 是可以小于1的
传动比会影响惯量比，是平方的关系
惯量比大小的选择在于对系统的响应要求
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 15:22
多谢大侠的回复。现在确实有些迷糊，因为我翻了很多资料，没有一个介绍惯量比的下限的。然后咨询了力士乐很资深的一个工程师，他是负责驱动器开发的，他给我的说法是：不考虑成本的情况下，惯量比越小越好，越小，系统动态性能就会越好。没有下限。
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 15:25
感谢回复。大侠说的我很认同，除了第三句“惯量比是可以小于1的”，不是很确认以外
最后一句，你说的也很正确，但是实际选型计算的时候，无法校验是否可以满足，因此只能通过控制惯量比的方式来进行约束，是这样吗？
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 15:27
你看，两位大侠的说法就有不同了，可见我不是唯一迷糊的。请各位明白的大侠，都出来给我们解惑一下。
非常感谢！
作者: tianji2wn 时间: 2017-1-12 15:39
惯量比越小驱动起来越无压力啊，相应的加速度也可以越大。惯量比当然可以小于1吧
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 15:42
大侠能否提供一些理论依据。多谢
作者: 0377zjp 时间: 2017-1-12 16:11
你们都说错啦
作者: 0377zjp 时间: 2017-1-12 16:16
在进行自动增益调整或手动增益调整前，必须首先进行惯量比的确定。伺服电机的惯量直接关系到伺服电机的稳定性和精确度；
（1）惯量越小，精度越高；
（2）惯量越大，稳定性越高；
选择伺服电机，就是选择精度性和稳定性之间找到平衡点。惯量比是负载惯量和电机惯量之间的比值，在小功率750W以下，可以20倍匹配，最优为5倍匹配。根据惯量比，可以估算出伺服系统的加减速时间是否能满足设备工艺要求。惯量比和电机功率的选择和匹配，是由控制要求决定的、加减速时间的大小来确定的。
作者: 屏风ing 时间: 2017-1-12 16:26
我一般选，惯量比5~15之间
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 16:28
大侠，我尝试解读一下你的回复
“惯量比越小，精度越高”
这里的精度是指动态性能吗？
另外
“根据惯量比，可以估算出伺服系统的加减速时间是否能满足设备工艺要求”
大侠能否提供一些案例，我以前一直是按照电机扭矩/总惯量的方式计算系统加速度，从而推算加减速时间的，你说的通过惯量比估算的方式，从未做过，能否赐教。
作者: 淡然 时间: 2017-1-12 16:30
“在伺服系统应用中讲“惯量匹配”的根本目的就是要追求快速性与稳定性的平衡。
作者: 0377zjp 时间: 2017-1-12 16:51
请问常用的伺服电机角加速度的波动范围一般有多大？
作者: 尘世天涯 时间: 2017-1-12 17:02
这个值还真的没有关注过，我说一下我的理解，如果说错了，请更正
角加速度的最大值：应该是0外部负载的时候，这个值就是电机的输出扭矩 / 转子自身惯量
角加速度的最小值：我认为没有下限，取决于外部负载，这个值应当等于电机输出扭矩 / 系统总惯量
不知这个说法是否正确？
作者: 淡然 时间: 2017-1-12 18:20
本帖最后由 淡然 于 2017-1-12 19:53 编辑
1、所谓惯量匹配，是指电机转子的惯量与负载惯量之间的关系；
2、什么算匹配，这与碰撞理论一致，当两个惯量相同的物体发生碰撞时，则会发生一个物体的动量状态完全传递给另一个物体，我们称此种现象为惯量匹配；
3、什么叫不匹配，这与碰撞理论一致，当一个物体与另一个惯量相比无穷大的物体发生碰撞时，则会发生这个物体的动量状态翻转，而惯量无穷大的物体运动状态不变，我们称此种现象为惯量不匹配；
4、在电机启动或停止过程中负载的转动惯量和电机的转动惯量对系统的影响具有相同的性质，是叠加的关系，只要总惯量相同，负载的转动惯量是电机的转动惯量的多少倍没有关系。但如果负载和电机链接不好，这种冲击不可忽略，那么这种冲击的危害与负载的转动惯量是电机的转动惯量的倍数有关系，倍数越大，冲击越厉害；
5、电机转子与负载惯量之间的匹配与转子与负载之间的连接是柔性连接还是刚性连接有关；
“追求快速性”与追求“稳定性”是一对矛盾，“追求快速性”就必须减小转子惯量，可是追求“稳定性”却要增大转子惯量；
所以电机的转动惯量与负载的转动惯量相等时（传动比=1），为惯量匹配；但是考虑伺服系统要求“响应的快速性”，电机惯量不能太大，于是综合考虑“负载惯量比电机转子惯量，不大于3”。
作者: 茉莉素馨 时间: 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c9#wechat_redirect
楼主去这个看吧，写的挺详细的
之前看过，没想到现在还有
作者: 0377zjp 时间: 2017-1-12 23:38
茉莉素馨 发表于 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c ...
嗯，你的资料不错
作者: tianji2wn 时间: 2017-1-13 08:31
你看惯量比的计算方法就知道了呀，从正推理解，其余条件相同，加速度越大，负载惯量越大，则惯量比越大。从另外一方面反推理解，其余条件相同，惯量比越小的系统，有更大的加速度潜力。
作者: 0377zjp 时间: 2017-1-13 10:10
复制的：仅供参考
所以 Jm-JL=0，JL=Jm 负载的转惯量JL等于电动机的转动惯量Jm称为“惯量匹配”。惯量匹配时，负载的功率变化率最大，响应最快。
作者: 彼岸之花 时间: 2017-1-13 14:10
我选惯量比时是，1KW以下的，惯量比尽量控制在5-10，最大能接受20以内，1KW以上的是尽量控制在10-20，最大能接受30以内
作者: Miles_chen 时间: 2017-3-31 13:53
楼主，我最近就在怀疑 角加速度的最小值问题，肯定不是无限制，默认都是0.1s来计算得到的值
讨论帖地址：
//www.szfco.com/forum.php?mod ... p;page=1#pid4150756
请赐教
作者: 尘世天涯 时间: 2017-3-31 15:35
大侠，我认为我们的关注点不同
我认为，惯量比决定了系统的稳定性，而系统的加减速时间则取决于系统的总惯量，而跟惯量比没有根本的联系
作者: Miles_chen 时间: 2017-3-31 19:14
本帖最后由 Miles_chen 于 2017-3-31 19:16 编辑
不是侠 (～ o ～)~zZ
当然不是讨论惯量比
我是指你在15楼 提到的：
这个值还真的没有关注过，我说一下我的理解，如果说错了，请更正
角加速度的最大值：应该是0外部负载的时候，这个值就是电机的输出扭矩 / 转子自身惯量
角加速度的最小值：我认为没有下限，取决于外部负载，这个值应当等于电机输出扭矩 / 系统总惯量
不知这个说法是否正确？
这里面 你提到的角加速度的最小值，你认为没有下限
肯定是有下限——工程中 默认加速时间 最长 好像只允许 0.2s（加速时间越长，自然允许加速度值越小；如果认为加速度没下限，那么加速时间就可以无限长）
作者: qq173845245 时间: 2017-10-31 08:47
多谢分享~
作者: ljj1209 时间: 2017-12-16 19:41
嗯嗯，有道理
作者: Lsw_dVz2Z 时间: 2018-5-30 18:52
茉莉素馨 发表于 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c ...
感谢，没想到怎么多学问
作者: 有道科技 时间: 2018-5-30 20:43
感谢楼主提出来心里一直的困惑，期待大神出来解读一下
作者: 5555a 时间: 2018-5-31 00:32
这些问题，计算方法有具体实例吗？
作者: 有道科技 时间: 2018-5-31 20:30
这个问题是我一直有疑惑的地方，感谢楼主提出来大家一起探讨
作者: youngjian 时间: 2018-10-24 17:09
学习学习，这一块不太清楚
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