伺服电机的低惯量和高惯量的区别

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
请问伺服电机的低惯量和高'惯量是什么意思?什么区别?

转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。

 惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。(刚体是指 理想状态下的不会有任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.
  一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
  
  如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式。
  
  伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载
   惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。

1、什么是惯量
惯性:保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。转动惯量:保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量
伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量,它们的大小有不同的计算方法,因为计算公式较多,就不一一列举。
3、惯量对伺服电机运行的影响
电机轴上的负载惯量大小,对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响,通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。所以对这类惯量应避免使用。所以在设计负载时,应尽可能地减小体积和重量。
转动惯量=转动半径*质量
伺服电机
1、伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
2、伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
工作原理
1、伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

1、什么是惯量

惯性:保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。

转动惯量:保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。

2、低惯量与高惯量

伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量,它们的大小有不同的计算方法,因为计算公式较多,就不一一列举。

3、惯量对伺服电机运行的影响

电机轴上的负载惯量大小,对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响,通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。所以对这类惯量应避免使用。所以在设计负载时,应尽可能地减小体积和重量。

转动惯量=转动半径*质量



1、什么是惯量
惯性:保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。

转动惯量:保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量
伺服电机的惯量由转子自身的质量,以及外加的负载而组成。惯量越大,物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的负载惯量,它们的大小有不同的计算方法,因为计算公式较多,就不一一列举。
3、惯量对伺服电机运行的影响
电机轴上的负载惯量大小,对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响,通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。所以对这类惯量应避免使用。所以在设计负载时,应尽可能地减小体积和重量。

  • 数控机床为了达到高性能在机构上采取了哪些措施?
    答:高刚度低惯量。低惯量就是电机做的比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动...
  • 机械手上应该用哪种伺服电机(高惯量?中惯量?低惯量?)?
    答:要求响应速度快、精度高、转矩不大的,选择低惯量的伺服电机;要求输出转矩大、响应速度较快、精度一般的选择高惯量的伺服电机;既要求转矩较大、又要求响应速度快、精度较高的选择中惯量的伺服电机(也就是介于高、低惯量之间)。所以选择伺服电机要根据你的机械性能要求来综合考虑进行选择。
  • 如何正确选择伺服电机的容量
    答:三菱伺服电机有多种系列,可根据电机惯量(电机惯性)的大小加以区分,如表1所示。表1电机惯量电机科‘类中惯髦电机低量性电机电机型号目c口,HA口N,HC一SF 下IC口R,HC一RF,HA-FF,HC一MF惯量法兰盘尺寸大惯星(惯性)比较大法兰盘尺寸小惯量(惯性)小加减速对于低惯量的负载,加减速时问常数没有变化...
  • 伺服电机的控制方式知道吗?惯量匹配的影响有哪些?
    答:传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响,惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。在做伺服电机选型的...
  • 关于伺服电机跟负载转动惯量比的问题,求助
    答:响应要求越高的场合,负载转动惯量与伺服电机转动惯量之比要越低;伺服电机本身就有轻惯量与中惯量等区分。同样的扭矩,使用轻惯量电机,总惯量低,响应就可得到保证;而使用中惯量电机,总惯量高,会使系统更稳定,受摩擦力等影响减小。
  • 为什么机电传动系统中低速轴的转动惯量比高速轴的转动惯量大的多
    答:机电传动系统中低速轴的转动惯量比高速轴的转动惯量大是低速轴的转矩大,所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮等零件尺寸大,质量也大。根据查询相关公开资料信息显示,机电传动系统中GD2大,高速轴正好与之相反。
  • 伺服电机要考虑惯性吗?
    答:在一般使用普通交流异步电机的时候,不用计算惯量,交流电机的特性是,他的输出惯量不够的,也就是驱动的太重,虽然稳态的扭矩够了,但瞬态惯性太大,那么电机一开始达到不额定转速,电机先慢会快,慢慢的提速,最终达到额定转速,所以驱动是不会发抖,这对控制影响不大。但是选择伺服电机时,由于伺服电机...
  • 低惯量直流伺服电动机的特点
    答:伺服电机的优点:1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于...
  • 惯量?我的机台是用小惯量的200W伺服电机,而且很平稳,速度也不错,但目前...
    答:200w伺服电机一般来说转动惯量0.2×(10~-4)左右,你选择160w···0.7×(10~-5)左右或者300w~400w···0.3×(10~-4)左右的都可以凑活。但是,虽然可以用附近惯量的,因为启动、制动算法已经固定,所以参数重新匹配后,电机运动曲线会不平滑,而且低惯量的电机在高惯量机台上的运行时间不能...
  • 台达伺服系统选型总结
    答:6)矩频特性 额定转速下转矩恒定,额定转速到最高转速时转矩大比例下降,A2系列降低到60%左右,A3系列在50%左右。7)惯量特性 转动惯量= 转动半径 * 质量,低惯量快速反应,高惯量大负载高平稳性。8)温升正常使用情况温升平稳,电机温度一般在在70度以下。超过额定转速后长时间  运转会温升...