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標題: 伺服系統的最小慣量比 [打印本頁]
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 13:41
標題: 伺服系統的最小慣量比
本帖最后由 塵世天涯 于 2017-1-12 15:51 編輯
我們都知道在對伺服系統進行選型計算時，必須要計算慣量比，每個伺服電機的廠家也都會給出自己推薦的范圍
比如下圖：力士樂推薦的范圍： 對于機械加工<=1.5，對于搬運<=6
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再比如下圖：SEW推薦的范圍：皮帶+普通減速機<10，皮帶+低背隙減速機<15，齒輪齒條+低背隙減速機<15
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當然還有很多，我就不一個一個列出
看了很多資料，然后問題就來了：慣量比太小的影響是什么？慣量比是否能小于1，小于1有下限嗎？
另外：伺服壓機的慣量比如何控制的？這應該是一個伺服電機很特殊的應用，因為要求的輸出力通常都非常大，但是由于外部負載很小，因此慣量比應該也很小才對，那么伺服壓機的合理慣量比是多少？系統的動態性能是否由于慣量比過小受到了限制？
以上， 希望各位大俠能幫助解惑，不勝感激！
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上傳一下我搜集到的資料，唯一 一份討論慣量比小于1的資料
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補充內容 (2017-4-1 11:16):
經過我多方咨詢，和查閱資料，得到了這個問題的最佳答案
系統的慣量比有上限，具體值根據廠家驅動器的技術先進程度不同而不同
系統的慣量比沒有下限，小于1的慣量比不會帶來明顯的性能提升，但成本會顯著增加
補充內容 (2017-4-1 11:17):
至此，我認為這個帖子可以關閉了。如果大家仍有不同看法，歡迎討論
作者: 未來第一站 時間: 2017-1-12 14:15
本帖最后由 未來第一站 于 2017-1-12 14:36 編輯
1，慣量比不可能小于1。
2，估計樓主是慣量這塊看的太雜，迷糊了。
3，建議樓主找本好的《電機與拖動》看看，系統梳理一下。
作者: 茉莉素馨 時間: 2017-1-12 14:44
慣量比越小，系統越硬
慣量比越大，系統越軟
慣量比 是可以小于1的
傳動比會影響慣量比，是平方的關系
慣量比大小的選擇在于對系統的響應要求
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 15:22
多謝大俠的回復。現在確實有些迷糊，因為我翻了很多資料，沒有一個介紹慣量比的下限的。然后咨詢了力士樂很資深的一個工程師，他是負責驅動器開發的，他給我的說法是：不考慮成本的情況下，慣量比越小越好，越小，系統動態性能就會越好。沒有下限。
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 15:25
感謝回復。大俠說的我很認同，除了第三句“慣量比是可以小于1的”，不是很確認以外
最后一句，你說的也很正確，但是實際選型計算的時候，無法校驗是否可以滿足，因此只能通過控制慣量比的方式來進行約束，是這樣嗎？
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 15:27
你看，兩位大俠的說法就有不同了，可見我不是唯一迷糊的。請各位明白的大俠，都出來給我們解惑一下。
非常感謝！
作者: tianji2wn 時間: 2017-1-12 15:39
慣量比越小驅動起來越無壓力啊，相應的加速度也可以越大。慣量比當然可以小于1吧
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 15:42
大俠能否提供一些理論依據。多謝
作者: 0377zjp 時間: 2017-1-12 16:11
你們都說錯啦
作者: 0377zjp 時間: 2017-1-12 16:16
在進行自動增益調整或手動增益調整前，必須首先進行慣量比的確定。伺服電機的慣量直接關系到伺服電機的穩定性和精確度；
（1）慣量越小，精度越高；
（2）慣量越大，穩定性越高；
選擇伺服電機，就是選擇精度性和穩定性之間找到平衡點。慣量比是負載慣量和電機慣量之間的比值，在小功率750W以下，可以20倍匹配，最優為5倍匹配。根據慣量比，可以估算出伺服系統的加減速時間是否能滿足設備工藝要求。慣量比和電機功率的選擇和匹配，是由控制要求決定的、加減速時間的大小來確定的。
作者: 屏風ing 時間: 2017-1-12 16:26
我一般選，慣量比5~15之間
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 16:28
大俠，我嘗試解讀一下你的回復
“慣量比越小，精度越高”
這里的精度是指動態性能嗎？
另外
“根據慣量比，可以估算出伺服系統的加減速時間是否能滿足設備工藝要求”
大俠能否提供一些案例，我以前一直是按照電機扭矩/總慣量的方式計算系統加速度，從而推算加減速時間的，你說的通過慣量比估算的方式，從未做過，能否賜教。
作者: 淡然 時間: 2017-1-12 16:30
“在伺服系統應用中講“慣量匹配”的根本目的就是要追求快速性與穩定性的平衡。
作者: 0377zjp 時間: 2017-1-12 16:51
請問常用的伺服電機角加速度的波動范圍一般有多大？
作者: 塵世天涯 時間: 2017-1-12 17:02
這個值還真的沒有關注過，我說一下我的理解，如果說錯了，請更正
角加速度的最大值：應該是0外部負載的時候，這個值就是電機的輸出扭矩 / 轉子自身慣量
角加速度的最小值：我認為沒有下限，取決于外部負載，這個值應當等于電機輸出扭矩 / 系統總慣量
不知這個說法是否正確？
作者: 淡然 時間: 2017-1-12 18:20
本帖最后由 淡然 于 2017-1-12 19:53 編輯
1、所謂慣量匹配，是指電機轉子的慣量與負載慣量之間的關系；
2、什么算匹配，這與碰撞理論一致，當兩個慣量相同的物體發生碰撞時，則會發生一個物體的動量狀態完全傳遞給另一個物體，我們稱此種現象為慣量匹配；
3、什么叫不匹配，這與碰撞理論一致，當一個物體與另一個慣量相比無窮大的物體發生碰撞時，則會發生這個物體的動量狀態翻轉，而慣量無窮大的物體運動狀態不變，我們稱此種現象為慣量不匹配；
4、在電機啟動或停止過程中負載的轉動慣量和電機的轉動慣量對系統的影響具有相同的性質，是疊加的關系，只要總慣量相同，負載的轉動慣量是電機的轉動慣量的多少倍沒有關系。但如果負載和電機鏈接不好，這種沖擊不可忽略，那么這種沖擊的危害與負載的轉動慣量是電機的轉動慣量的倍數有關系，倍數越大，沖擊越厲害；
5、電機轉子與負載慣量之間的匹配與轉子與負載之間的連接是柔性連接還是剛性連接有關；
“追求快速性”與追求“穩定性”是一對矛盾，“追求快速性”就必須減小轉子慣量，可是追求“穩定性”卻要增大轉子慣量；
所以電機的轉動慣量與負載的轉動慣量相等時（傳動比=1），為慣量匹配；但是考慮伺服系統要求“響應的快速性”，電機慣量不能太大，于是綜合考慮“負載慣量比電機轉子慣量，不大于3”。
作者: 茉莉素馨 時間: 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c9#wechat_redirect
樓主去這個看吧，寫的挺詳細的
之前看過，沒想到現在還有
作者: 0377zjp 時間: 2017-1-12 23:38
茉莉素馨 發表于 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c ...
嗯，你的資料不錯
作者: tianji2wn 時間: 2017-1-13 08:31
你看慣量比的計算方法就知道了呀，從正推理解，其余條件相同，加速度越大，負載慣量越大，則慣量比越大。從另外一方面反推理解，其余條件相同，慣量比越小的系統，有更大的加速度潛力。
作者: 0377zjp 時間: 2017-1-13 10:10
復制的：僅供參考
所以 Jm-JL=0，JL=Jm 負載的轉慣量JL等于電動機的轉動慣量Jm稱為“慣量匹配”。慣量匹配時，負載的功率變化率最大，響應最快。
作者: 彼岸之花 時間: 2017-1-13 14:10
我選慣量比時是，1KW以下的，慣量比盡量控制在5-10，最大能接受20以內，1KW以上的是盡量控制在10-20，最大能接受30以內
作者: Miles_chen 時間: 2017-3-31 13:53
樓主，我最近就在懷疑 角加速度的最小值問題，肯定不是無限制，默認都是0.1s來計算得到的值
討論帖地址：
http://m.whclglass.com.cn/forum.php?mod ... p;page=1#pid4150756
請賜教
作者: 塵世天涯 時間: 2017-3-31 15:35
大俠，我認為我們的關注點不同
我認為，慣量比決定了系統的穩定性，而系統的加減速時間則取決于系統的總慣量，而跟慣量比沒有根本的聯系
作者: Miles_chen 時間: 2017-3-31 19:14
本帖最后由 Miles_chen 于 2017-3-31 19:16 編輯
不是俠 (～ o ～)~zZ
當然不是討論慣量比
我是指你在15樓 提到的：
這個值還真的沒有關注過，我說一下我的理解，如果說錯了，請更正
角加速度的最大值：應該是0外部負載的時候，這個值就是電機的輸出扭矩 / 轉子自身慣量
角加速度的最小值：我認為沒有下限，取決于外部負載，這個值應當等于電機輸出扭矩 / 系統總慣量
不知這個說法是否正確？
這里面 你提到的角加速度的最小值，你認為沒有下限
肯定是有下限——工程中 默認加速時間 最長 好像只允許 0.2s（加速時間越長，自然允許加速度值越小；如果認為加速度沒下限，那么加速時間就可以無限長）
作者: qq173845245 時間: 2017-10-31 08:47
多謝分享~
作者: ljj1209 時間: 2017-12-16 19:41
嗯嗯，有道理
作者: Lsw_dVz2Z 時間: 2018-5-30 18:52
茉莉素馨 發表于 2017-1-12 20:39
http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzA4ODQ1MzEwMQ==&hid=12&sn=6c3d4ebd87672c48c3df5ac780f792c ...
感謝，沒想到怎么多學問
作者: 有道科技 時間: 2018-5-30 20:43
感謝樓主提出來心里一直的困惑，期待大神出來解讀一下
作者: 5555a 時間: 2018-5-31 00:32
這些問題，計算方法有具體實例嗎？
作者: 有道科技 時間: 2018-5-31 20:30
這個問題是我一直有疑惑的地方，感謝樓主提出來大家一起探討
作者: youngjian 時間: 2018-10-24 17:09
學習學習，這一塊不太清楚
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