请教：惯量匹配问题

枫叶正暖

问题描述：选择无框力矩电机+编码器进行驱动，设备会频繁换向，由于不准备用减速机，导致惯量比很大，达到65了。如果采用皮带或者齿轮传动方
式，需要进行惯量匹配。
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# t6 `$ ^7 U0 v9 T2 k5 [+ j但是如果电机模组转子通过螺钉直接和负载连接，这种情况下还需要考虑惯量匹配的问题吗？

水水5

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8 c3 |, X/ z. a6 D/ K% M# i# i我有不同的看法，但是结论还是要进行惯量匹配。为什么呢？因为没有绝对刚性的链接。
具体表现，也是响应问题，或者说是震动。
" m2 y% e2 t2 R! l" M: F! Q% @浅显一点的，一般搞机械的同志可能都没有调伺服的机会。不巧，我有一次，所以加深了对惯量的理解。
: C" O9 X# Z- F% T; e' f一台松下伺服做的桁架，有一个很长的悬臂轴。如果从伺服参数中调节惯量比，就能在启动和停止时很好的抑制末端的震动。
我猜他内部驱动计算了加减速时间，通过正确的惯量，能得到一个比较柔顺的减速曲线。

但是调节范围是有一定局限的，不是说惯量比可以无限的大。古语讲蚍蜉撼大树
旋转运动中的惯量类似与直线运动中的质量，是阻碍运动变化的能力。或者说，惯量约大，加速度越小。但这是抽象出来的理想模型。实际使用中肯定有其他的干扰因素，有恒定的阻力等等。同样的，在理论力学中，是将物体看作刚性的，但是在材料力学中是将物体看作柔性的，任何物体都有变形。所以，力的传递也有一个过程。选择合适的惯量比就是将物体的变形忽略掉。  
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$ T9 r- r1 ^* i6 U. s( H/ D$ E在没有减速机的情况下，一般惯量比不会很大，除非你需要的加速度很小。加速度很小的时候，这个时候一点点阻力一点点扰动就可能导致加速度的失效。那传动结构的弹性变形就会尤为明显。  一般伺服电机的默认设置是0.2秒加速到3千转每分，（经过计算，此时的惯量比约为25倍）即电机空载是的扭矩加速电机自身的转子所能带来的惯量，能够达到这个加速度。。那如果直连的话，其实这个惯量比就有点类似与带载启动与空载启动的加速度比值。如果惯量比很大，那负载的加速时间就很长，这是不可取的，目前应该没有这样的机械。
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以上，经验有限，难免也有不足的地方，欢迎讨论。
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liuxing0610

枫叶正暖 发表于 2024-10-9 11:51
谢谢解答，再结合7楼和8楼两位提供的资料和经验，即使是硬连接也是要考虑惯量匹配的问题，后续还是要好好 ...

请问一下您发的这个资料的名称是什么，想学习一下

cangzhoumj

需要

噩梦醒来

T=J.β  电机扭矩一定的情况，负载惯量越大，角加速度越小，启动和停车就慢。这就是为什么要考虑惯量匹配的原因。单从能不能驱动来看，轴承摩擦力很小，扭矩一般都是足够的。

枫叶正暖

xia镇东 发表于 2024-10-9 11:32
硬连接也是要考虑负载容不容易被电机驱动，就是启动以及刹车的问题，一般惯量比控制在10以内，也有宽松一 ...

谢谢解答，再结合7楼和8楼两位提供的资料和经验，即使是硬连接也是要考虑惯量匹配的问题，后续还是要好好计算一下。

' @/ T3 j4 E; u1 d1 H2 V( lDD马达的使用和我的这种无框力矩电机连接方式一样的，刚刚也找了一点有关DD马达的资料，对比于其他传动方式，硬连接的时候惯量比可以适当加大。

xia镇东

枫叶正暖 发表于 2024-10-9 08:31
  k( |: W3 E! F9 }: Q& L3 b& \谢谢你的解答。计算发现电机扭矩是够的，但是惯量比还是偏大。

+ @! O; U- o3 v/ [硬连接也是要考虑负载容不容易被电机驱动，就是启动以及刹车的问题，一般惯量比控制在10以内，也有宽松一点的控制在20以内。如果不加减速机可以考虑高惯量电机。实在不行还是要加上齿轮减速或上减速机
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jinshenxiaohuo

考虑，亲身经历，不考虑的话匹配不起来，刹不住车

君越168

给你一个参考安川的DD马达
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枫叶正暖

xia镇东 发表于 2024-10-8 18:06
7 A5 }; f* @* t. s是否要匹配惯量，这个跟你需要的响应速度快慢有关。负载惯量大，启动就慢，停下来也慢。看你的接受范围，太 ...

7 x9 o1 R% j* ~. L谢谢你的解答。计算发现电机扭矩是够的，但是惯量比还是偏大。