伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量问题
伺服电机惯量问题在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM 大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
伺服电机低惯量及高惯量的区别
伺服电机低惯量及高惯量的区别
摘要: 转动惯量=转动半径*质量低惯量就是电机做的比较扁长，主轴惯量小，当电机做频率高的反复运动时，惯量小，发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗...
转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长，主轴惯量小，当电机做频率高的反复运动时，惯量小，发热就小。
所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。
但是一般力矩相对要小些。
高惯量的伺服电机就比较粗大，力矩大，适合大力矩的但不很快往复运动的场合。
因为高速运动到停止，驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量，发热就很大了。
惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量，转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
（刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体）,选择的时候遇到电机惯量，也是伺服电机的一项重要指标。
它指的是伺服电机转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。
如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.
一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，高速往复性好，适合于一些轻负载，高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合，如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯量的电机，可能对电。
伺服电机选型--惯量匹配
在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
伺服电机的惯量匹配与计算
示例
右图是皮带机示意图
m
主动轮直径为D
重物质量m，则
D
重物对主动轮轴的转动惯量为
J=m*（D/2）²
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减少转动惯量的措施
• 减少回转半径（直径）尺寸 • 大的传动比 • 减轻密度 • 空心结构 • 缓冲结构
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THANKS!
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伺服电机的惯量匹配与计算
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什么是转动惯量
转动惯量J是描述物体绕定轴 转动难易程度的量。
J=Σ mr²
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什么是惯量匹配？
伺服电机的惯量关系到电机的稳定性和精确 度，惯量越小，精度越高，惯量越大，稳定性越高。 在伺服系统选型时，需要先计算得知机械系统换算到 电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件 质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调 试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系 统最佳效能的前提。一般要求负载惯量JL与电机惯量 JM的比值在3-20之间。
• 建好模型后，选择【工具】/【质量特性
对于某一根定轴而言，负载系统的惯量可以用公式 J总=Σ(J/I²)
来计算。 其中： I表示 单独部件相对于定轴的传动比。
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示例
右图是一个二级减速器。 若其每个齿轮绕轴转动惯量 分别为J1/J2/J3/J4 齿数为Z1/Z2/Z3/Z4 则整个系统在电机轴上的 转动惯量为 J=J1+(J2+J3)/(Z2/Z1)²+J4/[(Z2/Z1)²×(Z4/Z3)²]
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• 对于转动的系统，角加速度 β=M/J
当M一定时，若J太大，则加速度β变小， 转角ϴ=（ω^2）/2β 转角变大
伺服电机低中高惯量概念
征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相 对于转轴的分布有关。（刚体是指 理想状态下的不会有 任何变化的物体）,选择的时候遇到电机惯量，也是伺服 电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量， 对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯 量,电机的动作会很不平稳.
一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停 止的反应很快，高速往复性好，适合于一些轻负载，高速 定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电 机适用负载、平稳要求比较高的场合，如一些圆周运动 机构和一些机床行业。
如果负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯 量的电机，可能对电机轴损伤太大，选择应该根据负载的 大小，加速度的大小，等等因素来选择，一般的选型手册 上有相关的能量计算公式。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制，最佳值为负 载惯量与电机转子惯量之比为一，最大不可超过五倍。通 过机械传动装置的设计，可以使负载惯量与电机转子惯量 之比接近一或较小。当负载惯量确实很大，机械设计不可 能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时，则可使用 电机转子惯量较大的电机，即所谓的大惯量电机。使用大 惯量的电机，要达到一定的响应，驱动器的容量应要大一 些。
伺服电机惯量概念及选型
伺服电机低中高惯量选型
转动惯量=转动半径*质量
低惯量就是电机做的比较扁长，主轴惯量当电机做频
率高的反复运动时，惯量小，发热就小。所以低惯量的电 机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。 高惯量的伺服电机就比较粗大，力矩大，适合大力矩的但 不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止，驱动器要 产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量，发热就很大 了。
伺服电机高低惯量的区别
伺服电机高低惯量的区别伺服电机是一种专门用来控制运动的电机，广泛应用于工业自动化、机器人、数控设备等领域。
在选择伺服电机时，一个重要的考虑因素就是其高低惯量。
高低惯量对于伺服电机的性能和适用场景有着重要的影响。
我们来了解一下什么是惯量。
惯量是物体抵抗改变其运动状态的性质，可以理解为物体在运动中的惯性大小。
在电机中，惯量通常指转动惯量，即转动质量的大小。
惯量越大，电机转动的惯性越大，需要更大的力矩才能改变其运动状态。
高低惯量对于伺服电机的影响主要体现在以下几个方面：1. 响应速度：惯量越大，伺服电机的响应速度越慢。
这是因为惯量大的电机需要更长的时间才能改变其运动状态，需要更大的力矩才能加速或减速。
因此，在需要快速响应的场景下，低惯量的伺服电机更加适用。
2. 控制精度：惯量越大，伺服电机的控制精度越高。
这是因为惯量大的电机具有更强的稳定性和抗干扰能力，可以更精确地控制运动状态。
在需要高精度控制的场景下，高惯量的伺服电机更加适用。
3. 能耗效率：惯量越大，伺服电机的能耗越高。
这是因为惯量大的电机需要更大的力矩才能改变其运动状态，因此消耗的能量更多。
在需要节能环保的场景下，低惯量的伺服电机更加适用。
4. 负载能力：惯量越大，伺服电机的负载能力越强。
这是因为惯量大的电机具有更大的惯性，可以更好地抵抗外部负载的影响。
在需要承载大负载的场景下，高惯量的伺服电机更加适用。
除了以上几点，高低惯量还会影响伺服电机的动态响应和稳定性。
惯量越大，电机的动态响应越慢，即速度和位置变化的速度越慢。
而惯量小的电机则可以更快地响应变化。
另外，高低惯量还会影响电机的振动和噪音水平。
惯量大的电机由于惯性大，通常会有更大的振动和噪音。
伺服电机的高低惯量对于其性能和适用场景有着重要的影响。
在选择伺服电机时，需要根据具体的应用需求来确定惯量的大小。
如果需要快速响应、高精度控制和节能环保，可以选择低惯量的伺服电机；如果需要承载大负载和稳定性较高，可以选择高惯量的伺服电机。
伺服电机的惯量匹配与计算
• 对于转动的系统，角加速度 β=M/J 当M一定时，若J太大，则加速度β变小， 转角ϴ=（ω^2）/2β 转角变大
平行轴公式
物体质量m，过质心得轴1和平行于轴1的 轴2，距离d 对轴1的转动惯量为J1,对轴2的转动惯量 J2=J1+m*d²
用solidworks求转动惯量
• 建好模型后，选择【工具】/【质量特性】，即可查看
复杂系统惯量计算
对于某一根定轴而言，负载系统的惯量可以用公式 J总=Σ(J/I²) 来计算。 其中： I表示 单独部件相对于定轴的传动比。
示例
右图是一个二级减速器。 若其每个齿轮绕轴转动惯量 分别为J1/J2/J3/J4 齿数为Z1/Z2/Z3/Z4 则整个系统在电机轴上的 转动惯量为 J=J1+(J2+J3)/(Z2/Z1)² +J4/[(Z2/Z1)² × (Z4/Z3)² ]
伺服电机的惯量匹配与计算
什么是转动惯量
转动惯量J是描述物体绕定轴转动难 易程度的量。 J=Σ mr²
什么是惯量匹配？
伺服电机的惯量关系到电机的稳定性和精确度，惯 量越小，精度越高，惯量越大，稳定性越高。在伺服 系统选型时，需要先计算得知机械系统换算到电机轴 的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要 求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时， 正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳 效能的前提。一般要求负载惯量JL与电机惯量JM的比 值在3-20之间。
示例
右图是皮带机示意图 主动轮直径为D 重物质量m，则 重物对主动轮轴的转动惯量为 J=m*（D/2）²
D m
减少转动惯量的措施
• • • • • 减少回转半径（直径）尺寸 大的传动比 减轻密度 空心结构 缓冲结构
THANKS!
惯量认识
1、传动惯量对伺服电机系统的精度，稳定性，动态响应都有影响，惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
2、衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，电机的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和电机惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。例如，CNC中心机通过伺服电机作高速切削时，当负载惯量增加时，会发生：
1.控制指令改变时，马达需花费较多时间才能达到新指令的速度要求；
在对伺服电机选型及调试过程中，常会碰到惯量匹配问题，具体表现为：
1、在伺服电机选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，还需先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；
2、在调试时（手动模式下），正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出。于是，就有了惯量匹配的问题！
1、什么是惯量
惯性：保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。
转动惯量：保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量
伺服电机的惯量由转子自身的质量，以及外加的负载而组成。惯量越大，物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量。
2.当机台沿二轴执行弧式曲线快速切削时，会发生较大误差1.一般伺服电机通常状况下，当JL≦JM，则上面的问题不会发生。
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伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是伺服电机的一项重要指标。
它指的是转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。
惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫r dm 其中r为转动半径，m为刚体质量惯量。
电机的转子惯量是电机本身的一个参数。
单从响应的角度来讲，电机的转子惯量应小为好。
但是，电机总是要接负载的，负载一般可分为二大类，一类为负载转矩，一类为负载惯量。
一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，适合于一些轻负载，高速定位的场合。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯量的电机，可能对电机轴损伤太大，选择应该根据负载的大小，加速度的大小等等因素来选择，一般有理论计算公式。
伺服电机的惯量由转子自身的质量，以及外加的负载而组成。
惯量越大，物体的运动状态越不容易改变。
无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量，它们的大小有不同的计算方法，因为计算公式较多，就不一一列举。
惯量对伺服电机运行的影响电机轴上的负载惯量大小，对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响，通常，当负载小于电机转子惯量时，上述影响不大。
但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时，会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。
所以对这类惯量应避免使用。
所以在设计负载时，应尽可能地减小体积和重量。
在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量
J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加。