慣量就是剛體繞軸轉動的慣性的度量,轉動慣量是表征剛體轉動慣性大小的物理量。它與剛體的質量、質量相對于轉軸的分布有關。(剛體是指 理想狀態下的不會有任何變化的物體),選擇的時候遇到電機慣量,也是伺服電機的一項重要指標。它指的是伺服電機轉子本身的慣量,對于電機的加減速來說相當重要。如果不能很好的匹配慣量,電機的動作會很不平穩。
負載慣量的計算
由電機驅動的所有運動部件,無論旋轉運動的部件,還是直線運動的部件,都成為電機的負載慣量。電機軸上的負載總慣量可以通過計算各個被驅動的部件的慣量,并按一定的規律將其相加得到。
1)圓柱體慣量 如滾珠絲杠,齒輪等圍繞其中心軸旋轉時的慣量可按下面公式計算:
J=(πγ/32)*D4L(kg cm2)
如機構為鋼材,則可按下面公式計算:
J=(0.78*10-6)*D4L(kg cm2)
式中: γ材料的密度(kg/cm2) D圓柱體的直經(cm) L圓柱體的長度(cm)
2)軸向移動物體的慣量工件,工作臺等軸向移動物體的慣量,可由下面公式得出:
J=W*(L/2π)2 (kg cm2)
式中: W直線移動物體的重量(kg) L電機每轉在直線方向移動的距離(cm)
3)圓柱體圍繞中心運動時的慣量: 圓柱體圍繞中心運動時的慣量 屬于這種情況的例子:如大直經的齒輪,為了減少慣量,往往在圓盤上挖出分布均勻的孔這時的慣量可以這樣計算:
J=Jo+W*R2(kg cm2)
式中:Jo為圓柱體圍繞其中心線旋轉時的慣量(kgcm2) W圓柱體的重量(kg) R旋轉半徑(cm)
4)相對電機軸機械變速的慣量計算將上圖所示的負載慣量Jo折算到電機軸上的計算方法如下:
J=(N1/N2)2Jo
式中:N1 N2為齒輪的齒數
負載、電機慣量比有什么影響?
理論上說,系統慣量(包括伺服電機+負載)越大,響應時間越慢。但是電機的慣量是在設計的時候已經考慮過的。標稱的響應時間也是考慮慣量以后的精度和響應時間。
電機慣量是指物體繞某一軸的轉動,一般來說繞x軸轉動用Ix表示。
電機慣量定義為:J=∑ mi*ri^2
(1)式中mi表示剛體的某個質點的質量,ri表示該質點到轉軸的垂直距離。電機慣量是表征剛體轉動慣性大小的物理量,它與剛體的質量、質量相對于轉軸的分布有關。剛體的轉動慣量是由質量、質量分布、轉軸位置三個因素決定的。
(2) 同一剛體對不同轉軸的轉動不同,凡是提到轉動慣量,必須指明它是對哪個軸的才有意義。
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