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因素外,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)。
(1)選型條件:
一般情況下,選擇伺服電機(jī)需滿足下列情況:
1)馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速>系統(tǒng)所需之最高移動(dòng)轉(zhuǎn)速。
2)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子慣量與負(fù)載慣量相匹配。
3)連續(xù)負(fù)載工作扭力≤馬達(dá)額定扭力。
4)馬達(dá)最大輸出扭力>系統(tǒng)所需最大扭力(加速時(shí)扭力)
(2)選型計(jì)算:
1)慣量匹配計(jì)算(JL/JM)
2)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算(負(fù)載端轉(zhuǎn)速,馬達(dá)端轉(zhuǎn)速)
3)負(fù)載扭矩計(jì)算(連續(xù)負(fù)載工作扭矩,加速時(shí)扭矩)
在調(diào)試時(shí),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)最佳效能的前提。此點(diǎn)在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出,這樣,就有了慣量匹配的問題。
傳動(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度,穩(wěn)定性,動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有影響。
慣量大,系統(tǒng)的機(jī)械常數(shù)大,響應(yīng)慢,會(huì)使系統(tǒng)的固有頻率下降,容易產(chǎn)生諧振,因而限制了伺服帶寬,影響了伺服精度和響應(yīng)速度,慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時(shí)有利,因此,機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)在不影響系統(tǒng)剛度的條件下,應(yīng)盡量減小慣量。
衡量機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性時(shí),慣量越小,系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性反應(yīng)越好;慣量越大,馬達(dá)的負(fù)載也就越大,越難控制,但機(jī)械系統(tǒng)的慣量需和馬達(dá)慣量相匹配才行。不同的機(jī)構(gòu),對(duì)慣量匹配原則有不同的選擇,且有不同的作用表現(xiàn)。
不同的機(jī)構(gòu)動(dòng)作及加工質(zhì)量要求對(duì)JL與JM大小關(guān)系有不同的要求,但大多要求JL與JM的比值小于十以內(nèi)。一句話,慣性匹配的確定需要根據(jù)機(jī)械的工藝特點(diǎn)及加工質(zhì)量要求來確定。
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