伺服電機的剛度和慣性

伺服電機剛度是指材料或結構在力作用下抵抗彈性變形的能力。這是材料或結構難以彈性變形的特性。材料的剛度通常通過其彈性模量E來衡量。在宏觀彈性范圍內，剛度是部分載荷和位移的比例因子，這是引起單位位移所需的力。它的倒數稱為柔韌性，是單位力引起的位移。剛度可分為靜態剛度和動態剛度。

結構的剛度（k）描述了彈性體抵抗變形和伸長的能力。 k=P /δ，P是作用在結構上的恒定力，δ是該力引起的變形。

旋轉結構的旋轉剛度（k）：k=M /θ其中M是施加的扭矩，θ是旋轉角度。

例如，我們知道鋼管相對較硬，通常受外力作用的變形較小，橡皮筋相對較軟，并且相同力導致的變形相對較大。管道堅固，橡皮筋的剛性較弱，因此柔韌性強。

在伺服電機應用中，使用聯軸器連接電機和負載是典型的固體連接。另一方面，使用同步皮帶或皮帶連接電動機和負載是一種常見的柔性連接。

電動機的剛度是電動機軸抵抗外部扭矩干擾的能力，并且可以通過伺服控制器調節電動機的剛度。

伺服電機的機械剛度與響應速度有關。通常，剛度越高，響應速度越快。但是，如果將其調整得太高，則電動機容易發生機械共振。因此，所有常用的伺服放大器參數都可以手動調整響應頻率，并且根據機器的共振點進行調整（實際上是調整增益參數）需要花費時間和經驗。

在伺服系統位置模式下，施加力使電動機偏轉，如果力大且偏轉角小，則認為伺服系統是剛性的，否則認為伺服剛性較弱。這里的剛度實際上更接近于響應速度的概念。從控制器的角度來看，剛度實際上是一個由速度環，位置環和時間積分常數組成的參數，其大小決定了機器響應的速度。

Panasonic和三菱等Servos具有自動增益功能。通常，不需要任何特殊調整。某些家用伺服器只能手動調整。

實際上，如果不需要快速定位，那么如果它是精確的，則由于電阻低而剛度低，因此可以精確定位，但是定位時間長。當剛度低時，定位會變慢，從而導致在響應速度快和定位時間短的情況下定位不正確的感覺。

慣性是指對象運動的慣性，而慣性矩測量對象繞其軸的慣性。慣性矩僅與旋轉半徑和物體的質量有關。通常，負載的慣性超過電動機轉子的慣性的10倍，因此可以說慣性大。

導軌和絲杠的慣性矩極大地影響了伺服電機傳動系統的剛度。在固定增益下，慣性矩越大，剛性越大。這會導致電機抖動。轉動慣量越小，剛度越低，電機搖動越困難。可以通過更換直徑較小的導軌和螺桿來減小慣性矩和負載慣性，以防止電動機晃動。

通常，在選擇伺服系統時（https://www.dgzj.com/Electrician"s Home），我知道，除了考慮電動機的轉矩和額定轉速外，我還需要計算從機械系統到電動機的轉換。馬達。根據機器的實際運動要求和加工零件的質量要求，特別選擇具有適當慣性尺寸的電動機。

調試時（在手動模式下）正確設置慣性比參數是獲得機器和伺服系統性能的先決條件。

什么是“匹配慣性”？

實際上，根據牛的定律，并不難理解。

“供應系統所需的力矩=系統慣性矩J×角加速度θ

角加速度θ影響系統的動態特性，并且θ越小，從控制器到完成系統執行的時間越長，系統響應越慢。當θ改變時，系統會迅速而緩慢地做出反應，從而影響處理精度。

選擇伺服電機后，大輸出值不變，如果要減小θ的變化，則J應該盡可能小。

上面是系統慣性矩J=伺服電動機的轉動慣性矩JM +由電動機軸轉換的負載慣性矩JL。

負載慣量JL是通過將工作臺，固定裝置，工件，螺釘和聯軸器等線性和旋轉零件的慣量轉換為電機軸的慣量而構成的。 JM是伺服電機的轉子慣性，選擇伺服電機后，該值是一個固定值，JL根據工件的負載變化等而變化。如果要減小J的變化率，好減小JL的變化率。

這是普遍意義上的“慣性匹配”。

小型慣性電動機通常具有良好的制動性能，對啟動，加速和停止的快速響應以及適用于某些輕載，高速定位的出色的高速往復運動。中型到大型慣性電動機適用于大負載和高穩定性要求，例如某些圓周運動機構和某些機床行業。

因此，伺服電動機的剛性太大并且剛性不足。通常，您需要調整控制器增益以更改系統響應。如果慣量太大而慣量不足，則是負載慣量變化和伺服電機慣量的相對比較。