步进电机选型（详解伺服电机选型中的惯量问题）

在选择和调试伺服系统时，经常会出现惯性问题。具体来说，它的实现方式如下：在选择伺服系统时，除了要考虑电机转矩和附加速度外，还必须计算从机械系统转换到电机轴的惯量，然后根据机械实践的要求进行计算。加工零件的质量对于专门选择具有适当惯性尺寸的电动机是必不可少的。调试时，正确设置惯性比参数是使机器和伺服系统达到最佳性能的条件。

这一点在需要高速和高精度的系统中特别明显，并且存在惯性匹配的问题。。

一、什么是“惯量匹配？。

1.根据牛顿第二定律：“供应系统所需的转矩T=系统传动惯量J×角加速度θangle。加速度θ影响系统的动态特性，而θ越小，控制器使系统关闭性能的时间越长，系统响应越慢；当改变θ时，系统响应越快越慢，这会影响处理精度；由于最大输出T值不变，因此期望的θ随时间变化。如果所需的θ变化较小，则选择电动机较小。

J应尽可能小。。

2.输送轴的总惯量“ J=伺服电机的旋转惯性动量JM +由电机轴转换的负载惯性动量JL。负载惯性JL由工作台确定并安装。（平金属切割机夹具，工件，螺钉，联轴器以及其他线性和旋转运动部件的惯性被转换为电动机轴的惯性，JM是伺服电动机的转子惯性。伺服电机，此值是固定的，JL值随变化而变化，但功随负载变化而变化.J如果预期变化率较小，建议减小JL的份额。

感觉“惯性匹配”。

二、“惯量匹配怎样断定？传输惯量会影响伺服系统的精度，稳定性和动态响应。因为惯性大，系统的机械常数大，响应慢，所以系统的固有频率降低，容易产生共振，限制了伺服带宽，影响了伺服精度，并适当提高惯性仅在改善低速蠕变时才有用，因此在进行机器规划时应尽可能减小系统的惯性，而又不影响机器的刚度。在测量机械系统的动态特性时，惯性越小，对系统动态特性的响应越好。

惯性越大，电动机上的负载越大，控制越困难，但惯性也越大。机械系统必须与电动机的惯性相匹配。不同的组织对于惯性匹配原理有不同的选择，并且具有不同的功能。不同的组织工作和处理质量要求对JL和JM的大小和连接性有不同的要求，但是在大多数情况下，JL与JM的比率应小于10。简而言之，惯性匹配的确定要求是由机器的技术特性和加工质量要求决定的。

对于基本的金属切削机床，对于伺服电机，负载惯量通常应小于电机惯量的5倍。匹配惯量对于选择电动机非常重要。对于具有相同功率的电动机，某些品牌的电动机的惯性较小，惯性中等或较大。实际上，仍然可以通过公式最好地计算出负载惯量。

您已学习的书中提供了计算机体惯性的通用公式（您可以查看机器规划手册）。 我进行了一个实验，在测试中使用了较大的惯性盘到伺服电机的轴的延长线上，结果，伺服电机无法在低速下停止并摇头和摇头。我无法停止不断的振动。后来，更改为在两个伺服电机的轴伸上安装一个联轴器，向其中一个伺服电机供电以使其自动工作，并使用另一个伺服电机作为从属设备。

负载小。事实证明，摇动的伺服电动机启动，移动，停止，一切正常！

三、惯量的理论计算的功式？有惯性计算公式。对于多种负载，例如齿轮或蜗轮驱动器，通过分别计算每个预熔器的惯性，并增加系统的惯性。建议您在选择电机时使用另一个电机。必须计算和计算负载的旋转惯性。如果没有这些值，电机选择必须是不可调格的并且可能存在问题。

这是选择伺服的最重要参数之一。电机惯量显示在电机样品手册中。当然，在一些伺服的情况下，您可以通过理论计划中的计算标准来测量负载的惯性。最后，许多参数，例如规划阶段中的类似摩擦系数，只能根据经验推测，并且不能准确。理论计划的计算:(作为参考）通常，云惯性J由飞轮矩GD2表示，它们之间的关系如下。

J=mp^2= GD^2/4g在公式中，MA和G滚动部件（kg）和重量（n）D-惯性半径和直径（m）;g=9.81m/s2重力加速飞轮惯性=速度变化率*飞轮距离/375当然，理论上可能总是有错误。在某些领域（例如，欧洲），我们通常通过实际测试获得中心值。通过这种方式，我们的经历必须更准确。

但是，仍有一个固定的公式，仍需要计算，可用于识别机器计划手册。

四、关于摩擦系数？ 在选择要添加到计算过程中的电动机时，摩擦系数通常仅考虑一个因素，而在调节电动机时通常不考虑该因素。但是，如果该因素太大，则可能会影响电机的协调性。据说某些日本通用伺服器具有用于特殊测试的参数。

无论它是否易于使用，我都没有使用过。该估算值应该易于使用。有网友发帖说，有人在计划过程中复制了一台外国机器，声称机器零件相同，电动机功率放大了50％，但电动机没有旋转。由于原型的加工和安装精度差，因此负载惯量相似，但摩擦阻力差异太大，因此未适当考虑特定的工作条件。

当然，粘性阻尼和摩擦系数不是相同的问题。摩擦系数可以由电动机功率补偿一个恒定值，但是可以通过将电动机功率增大一个可变值来减轻粘性阻尼，但是实际上这是不合理的。另外，该计划没有依据。最好在机械条件下处理。

如果没有良好的机械条件，则伺服调整是完全荒谬的。另外，粘性阻尼与机械结构的规划，处理，安装等有关，在选择模型时必须考虑这些因素。它与摩擦系数密切相关。这是因为摩擦系数不确定，差异大，加工水平差，并且熟练工人的安装水平差异也是很大的原因。

这些只是选择电动机时的几个。需要考虑它。这样，在最终分析中，安全系数当然仍然是电动机功率的问题。

五、惯量的理论计算后，微调修正的简单化一些朋友可能会觉得它太复杂了。实际情况是确定特定品牌产品的各种参数。产品类型是在令人满意的功率，扭矩和速度条件下确定的。如果您仍然对惯性不满意，可以将输出增加一吗？

等级？您对惯性要求满意吗？答案是：如果功率提升可以导致加速度提升，那应该是可能的。

六、伺服电机选型选择机械传动计划后，必须选择并识别伺服电机的类型和尺寸。

（1）选择条件：在通常条件下选择伺服电机时，必须满足以下条件。

3.电动机的最大速度>系统所需的最大行驶速度。

4.电机的转子惯量与负载惯量匹配。3个连续负载工作转矩≤电动机附加转矩4.电动机的最大输出转矩＞系统所需的最大转矩（加速时的转矩）。

（2）选择计算：

5.惯性匹配（JL/JM）的计算2.反向速度计算（负载端速度，电机端速度）。

6.负载扭矩的计算（连续负载操作扭矩，加速过程中的扭矩）。