三菱伺服電動(dòng)機(jī)慣性發(fā)生的主要原因是什么？ 三菱伺服電機(jī)的慣性因素是電機(jī)和負(fù)載都有慣性化，但這也有差異，如何區(qū)別？ 它存在什么樣的因素，下面小編分享三菱伺服馬達(dá)慣性發(fā)生的因素是什么樣的。

在機(jī)電系統(tǒng)中，電機(jī)和負(fù)載是慣性的，它們的慣性相似（或不同），影響系統(tǒng)的性能。 負(fù)載慣性與電機(jī)慣性的關(guān)系是伺服電機(jī)選型的重要方面之一。 

伺服電機(jī)的慣性由制造商給出，負(fù)載慣性是通過增加所有旋轉(zhuǎn)部件的慣性來計(jì)算的，這些旋轉(zhuǎn)部件通常包括執(zhí)行器或執(zhí)行器（皮帶，滾珠絲杠，齒條和銷），外部負(fù)載和聯(lián)軸器。 

為了使伺服電機(jī)在加減速過程中有效地控制負(fù)載，理論上電機(jī)與負(fù)載慣性必須相等。 但1:1慣性匹配很少實(shí)用或?qū)崿F(xiàn)。 許多因素會(huì)影響給定應(yīng)用程序可接受的慣性比，但最重要的因素之一是系統(tǒng)的遵從性或終結(jié)性。 機(jī)械部件不是完全剛性的，動(dòng)力總成中的皮帶，聯(lián)軸器和齒輪箱部件越多，系統(tǒng)就越能滿足要求。 一般來說，柔性越大，慣性比越??；電機(jī)應(yīng)能有效地控制負(fù)載。 

雖然沒有確定慣性比公式，但一些電機(jī)尺寸指南規(guī)定慣性比為10:1或更小。 當(dāng)失配變大時(shí)，電機(jī)消耗的電流比需要的多，導(dǎo)致效率下降和運(yùn)行成本增加。 較高的比率可能導(dǎo)致更大的共振，使系統(tǒng)超調(diào)到所需的速度和位置，并對(duì)性能產(chǎn)生不利影響。  

如果慣性比過高，則可以通過兩種方法來降低慣性比:向系統(tǒng)中添加齒輪箱或使用較大的電動(dòng)機(jī)。 齒輪箱常用于皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)，以優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩。 然而，傳動(dòng)比與負(fù)載的慣性成反比，因此系統(tǒng)的慣性比可以大大降低。 

降低慣性比的第二種方法是使用具有更大慣性的大電機(jī)。然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這很少是一個(gè)有益的解決方案，因?yàn)楦蟮碾姍C(jī)成本更高，需要更多的扭矩來克服自身的慣性，消耗更多的能量，從而增加了系統(tǒng)的總擁有成本。

一個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度（k）是指彈性體抵抗變形拉伸的能力。k=P/δ，P是作用于結(jié)構(gòu)的恒力，δ是由于力而產(chǎn)生的形變。

轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度（k）為：k=M/θ  其中，M為施加的力矩，θ為旋轉(zhuǎn)角度。

舉個(gè)例子，我們知道鋼管比較堅(jiān)硬，一般受外力形變小，而橡皮筋比較軟，受到同等力產(chǎn)生的形變就比較大，那我們就說鋼管的剛性強(qiáng)，橡皮筋的剛性弱，或者說其柔性強(qiáng)。

在伺服電機(jī)的應(yīng)用中，用聯(lián)軸器來連接電機(jī)和負(fù)載，就是典型的剛性連接；而用同步帶或者皮帶來連接電機(jī)和負(fù)載，就是典型的柔性連接。

電機(jī)剛性就是電機(jī)軸抗外界力矩干擾的能力，而我們可以在伺服控制器調(diào)節(jié)電機(jī)的剛性。

伺服電機(jī)的機(jī)械剛度跟它的響應(yīng)速度有關(guān)，一般剛性越高其響應(yīng)速度也越高，但是調(diào)太高的話，很容易讓電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械共振，所以，在一般的伺服放大器參數(shù)里面都有手動(dòng)調(diào)整響應(yīng)頻率的選項(xiàng)，要根據(jù)機(jī)械的共振點(diǎn)來調(diào)整，需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)（其實(shí)就是調(diào)增益參數(shù)）。

在伺服系統(tǒng)位置模式下，施加力讓電機(jī)偏轉(zhuǎn)，如果用力較大且偏轉(zhuǎn)角度較小，那么就認(rèn)為伺服系統(tǒng)剛性強(qiáng)，反之則認(rèn)為伺服剛性弱。注意這里我說的剛性，其實(shí)更接近響應(yīng)速度這個(gè)概念。從控制器角度看的話，剛性其實(shí)是速度環(huán)，位置環(huán)和時(shí)間積分常數(shù)組合成的一個(gè)參數(shù)，它的大小決定機(jī)械的一個(gè)響應(yīng)速度。

像松下和三菱伺服都有自動(dòng)增益功能。通常不需要特別去調(diào)整。國(guó)產(chǎn)的一些伺服，只能夠手工調(diào)整。

其實(shí)如果你不要求定位快，只要準(zhǔn)，在阻力不大的時(shí)候，剛性低，也可以做到定位準(zhǔn)，只不過定位時(shí)間長(zhǎng)。因?yàn)閯傂缘偷脑挾ㄎ宦?，在要求響?yīng)快，定位時(shí)間短的情況下，就會(huì)有定位不準(zhǔn)的錯(cuò)覺。而慣量描述的是物體運(yùn)動(dòng)的慣性，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是物體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的度量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只跟轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和物體質(zhì)量有關(guān)。一般負(fù)載慣量超過電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的10倍，可以認(rèn)為慣量較大。

導(dǎo)軌和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性影響很大，固定增益下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，剛性越大，越易引起電機(jī)抖動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小，剛性越小，電機(jī)越不易抖動(dòng)。可通過更換較小直徑的導(dǎo)軌和絲桿減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從而減小負(fù)載慣量來達(dá)到電機(jī)不抖動(dòng)。

我們知道通常在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等參數(shù)外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機(jī)。

在調(diào)試時(shí)（手動(dòng)模式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)效能的前提。

那到底什么是“慣量匹配”呢？

其實(shí)也不難理解，根據(jù)牛二定律：

“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩= 系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J × 角加速度θ

角加速度θ影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，θ越小則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。

伺服電機(jī)選定后輸出值不變，如果希望θ的變化小，則J就應(yīng)該盡量小。 

而上面的，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J＝伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量JM ＋ 電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL。

負(fù)載慣量JL由工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。JM為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機(jī)選定后，此值就為定值，而JL則隨工件等負(fù)載改變而變化。如果希望J變化率小些，則使JL所占比例小些。

這就是通俗意義上的“慣量匹配”。

一般來說，小慣量的電機(jī)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速停止的反應(yīng)很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場(chǎng)合。中、大慣量的電機(jī)適用大負(fù)載、平穩(wěn)要求比較高的場(chǎng)合，如一些圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一些機(jī)床行業(yè)

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