伺服电机刚性是什么意思(伺服电机刚性和惯量)

伺服电机的刚度和惯性

伺服电机刚度是指材料或结构在力作用下抵抗弹性变形的能力。这是材料或结构难以弹性变形的特性。材料的刚度通常通过其弹性模量E来衡量。在宏观弹性范围内，刚度是部分载荷和位移的比例因子，这是引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔韧性，是单位力引起的位移。刚度可分为静态刚度和动态刚度。

结构的刚度（k）描述了弹性体抵抗变形和伸长的能力。 k=P /δ，P是作用在结构上的恒定力，δ是该力引起的变形。

旋转结构的旋转刚度（k）：k=M /θ其中M是施加的扭矩，θ是旋转角度。

例如，我们知道钢管相对较硬，通常受外力作用的变形较小，橡皮筋相对较软，并且相同力导致的变形相对较大。管道坚固，橡皮筋的刚性较弱，因此柔韧性强。

在伺服电机应用中，使用联轴器连接电机和负载是典型的固体连接。另一方面，使用同步皮带或皮带连接电动机和负载是一种常见的柔性连接。

电动机的刚度是电动机轴抵抗外部扭矩干扰的能力，并且可以通过伺服控制器调节电动机的刚度。

伺服电机的机械刚度与响应速度有关。通常，刚度越高，响应速度越快。但是，如果将其调整得太高，则电动机容易发生机械共振。因此，所有常用的伺服放大器参数都可以手动调整响应频率，并且根据机器的共振点进行调整（实际上是调整增益参数）需要花费时间和经验。

在伺服系统位置模式下，施加力使电动机偏转，如果力大且偏转角小，则认为伺服系统是刚性的，否则认为伺服刚性较弱。这里的刚度实际上更接近于响应速度的概念。从控制器的角度来看，刚度实际上是一个由速度环，位置环和时间积分常数组成的参数，其大小决定了机器响应的速度。

Panasonic和三菱等Servos具有自动增益功能。通常，不需要任何特殊调整。某些家用伺服器只能手动调整。

实际上，如果不需要快速定位，那么如果它是精确的，则由于电阻低而刚度低，因此可以精确定位，但是定位时间长。当刚度低时，定位会变慢，从而导致在响应速度快和定位时间短的情况下定位不正确的感觉。

惯性是指对象运动的惯性，而惯性矩测量对象绕其轴的惯性。惯性矩仅与旋转半径和物体的质量有关。通常，负载的惯性超过电动机转子的惯性的10倍，因此可以说惯性大。

导轨和丝杠的惯性矩极大地影响了伺服电机传动系统的刚度。在固定增益下，惯性矩越大，刚性越大。这会导致电机抖动。转动惯量越小，刚度越低，电机摇动越困难。可以通过更换直径较小的导轨和螺杆来减小惯性矩和负载惯性，以防止电动机晃动。

通常，在选择伺服系统时（https://www.dgzj.com/Electrician"s Home），我知道，除了考虑电动机的转矩和额定转速外，我还需要计算从机械系统到电动机的转换。马达。根据机器的实际运动要求和加工零件的质量要求，特别选择具有适当惯性尺寸的电动机。

调试时（在手动模式下）正确设置惯性比参数是获得机器和伺服系统性能的先决条件。

什么是“匹配惯性”？

实际上，根据牛的定律，并不难理解。

“供应系统所需的力矩=系统惯性矩J×角加速度θ

角加速度θ影响系统的动态特性，并且θ越小，从控制器到完成系统执行的时间越长，系统响应越慢。当θ改变时，系统会迅速而缓慢地做出反应，从而影响处理精度。

选择伺服电机后，大输出值不变，如果要减小θ的变化，则J应该尽可能小。

上面是系统惯性矩J=伺服电动机的转动惯性矩JM +由电动机轴转换的负载惯性矩JL。

负载惯量JL是通过将工作台，固定装置，工件，螺钉和联轴器等线性和旋转零件的惯量转换为电机轴的惯量而构成的。 JM是伺服电机的转子惯性，选择伺服电机后，该值是一个固定值，JL根据工件的负载变化等而变化。如果要减小J的变化率，好减小JL的变化率。

这是普遍意义上的“惯性匹配”。

小型惯性电动机通常具有良好的制动性能，对启动，加速和停止的快速响应以及适用于某些轻载，高速定位的出色的高速往复运动。中型到大型惯性电动机适用于大负载和高稳定性要求，例如某些圆周运动机构和某些机床行业。

因此，伺服电动机的刚性太大并且刚性不足。通常，您需要调整控制器增益以更改系统响应。如果惯量太大而惯量不足，则是负载惯量变化和伺服电机惯量的相对比较。