伺服电机选型中惯量匹配问题怎么平衡选择？

siaoma3160 · 发表于 2018-6-14 08:24:02

大家好，我设计的装置大致描述为：电机通过减速机+一级齿轮传动，带动转盘旋转。转盘加减速曲线如图所示（最大加/减速度为3.14rad/s2，最大转速3.14rad/s，转盘频繁的做加速至最大速度——稳定运行一段时间（时间比较短，几秒钟）——减速至0——停顿一段时间（几秒钟），重复动作）。
整个装置负载惯量大概为180kg.m2（未折算至电机端）这个量级。装置驱动电机选择伺服电机，在选型时，电机转速、电机额定扭矩、最大扭矩、功率均满足负载要求的情况下，负载/电机惯量比比较大（20+～30之间），而一般马达使用说明中推荐惯量比不低于10左右。如果按惯量匹配选型，就要选择功率以及扭矩均远大于设备要求的指标选型，不可避免增加设备成本。

请问大家这种情况我应该是按扭矩以及功率选型，忽略惯量不匹配的问题，选择系统惯量比30左右。还是应该按惯量匹配选型，选择功率以及扭矩更大的电机？
还有如果我选择惯量较小的电机，系统惯量比较大的情况下，有可能会有什么问题？

choyue · 发表于 2018-6-14 08:55:05

我觉得是看你的制动情况，如果加减速要求高，那就需要靠惯量来选择。加减速没时间要求，就可以按扭矩来选。

siaoma3160 · 发表于 2018-6-14 09:07:24

本帖最后由 siaoma3160 于 2018-6-14 09:27 编辑

choyue 发表于 2018-6-14 08:55
我觉得是看你的制动情况，如果加减速要求高，那就需要靠惯量来选择。加减速没时间要求，就可以按扭矩来选。

设计指标，负载端最大加/减速度是3.14rad/s2，应该咋选？

一展刀锋 · 发表于 2018-6-14 09:12:48

转速是30r/min?那你这个速度不是很慢吗？
选个减速比大点的减速机，伺服有3000转的，你选个10:1的减速比，惯量匹配时就是100:1
惯量匹配了，加减速度就没有问题啦

siaoma3160 · 发表于 2018-6-14 09:15:43

本帖最后由 siaoma3160 于 2018-6-14 09:26 编辑

一展刀锋发表于 2018-6-14 09:12
转速是30r/min?那你这个速度不是很慢吗？
选个减速比大点的减速机，伺服有3000转的，你选个10:1的减速比， ...

就是减速比100：1的情况下，负载端惯量：180kg.m2，折算到电机端180kg/m-4，一般安川转速3000、一两千瓦的电机，转子惯量都是3～8kg/m-4的样子。。惯量比依然很大啊

理性的人很感性 · 发表于 2018-6-14 09:58:31

也许可以想办法减小负载惯量，比如密度低一点材质的材料。或者结构上尽可能减少重量，比如加工艺减重孔。

siaoma3160 · 发表于 2018-6-14 10:02:21

理性的人很感性发表于 2018-6-14 09:58
也许可以想办法减小负载惯量，比如密度低一点材质的材料。或者结构上尽可能减少重量，比如加工艺减重孔。

我已经尽量减小设备重量了，再减的话可能还能适当减一些，但空间不大了

理性的人很感性 · 发表于 2018-6-14 10:10:14

siaoma3160 发表于 2018-6-14 10:02
我已经尽量减小设备重量了，再减的话可能还能适当减一些，但空间不大了

能换材料吗，比如说铝的。

阿大 · 发表于 2018-6-14 10:19:54

要是对响应要求不高，调低位置环增益应该能凑合用。
问题是兄弟你为什么非要憋自己呢？后面不是还有一级齿轮传动吗，加上2的速比就满足要求了！
换成我不会做这种无畏的挑战，你这属于拿老板的钱耍着玩!

siaoma3160 · 发表于 2018-6-14 13:48:21

阿大发表于 2018-6-14 10:19
要是对响应要求不高，调低位置环增益应该能凑合用。
问题是兄弟你为什么非要憋自己呢？后面不是还有一级齿 ...

已经用上了最大的减速比，速度没有余量了

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