伺服电机的低惯量和高惯量什么区别?
伺服电机什么是惯量匹配惯量匹配如何确定

伺服电机什么是惯量匹配惯量匹配如何确定一、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。
一句话,惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。
对于基础金属切削机床,对于伺服电机来说,一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。
惯量匹配对于电机选型很重要的,同样功率的电机,有些品牌有分轻惯量,中惯量,或大惯量。
其实负载惯量最好还是用公式计算出来。
常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的(可以去查机械设计手册)。
伺服电机的刚性和惯量如何理解?

伺服电机的刚性和惯量如何理解?要说刚性,先说刚度。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内,刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度,即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δP是作用于结构的恒力,δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度(k)为:k=M/θ其中,M为施加的力矩,θ为旋转角度。
举个例子,我们知道钢管比较坚硬,一般受外力形变小,而橡皮筋比较软,受到同等力产生的形变就比较大,那我们就说钢管的刚性强,橡皮筋的刚性弱,或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中,用联轴器来连接电机和负载,就是典型的刚性连接;而用同步带或者皮带来连接电机和负载,就是典型的柔性连接。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力,而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。
一般刚性越高其响应速度也越高,但是调太高的话,很容易让电机产生机械共振。
所以,在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项,要根据机械的共振点来调整,需要时间和经验(其实就是调增益参数)。
在伺服系统位置模式下,施加力让电机偏转,如果用力较大且偏转角度较小,那么就认为伺服系统刚性强,反之则认为伺服刚性弱。
注意这里我说的刚性,其实更接近响应速度这个概念。
从控制器角度看的话,刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数,它的大小决定机械的一个响应速度。
像松下和三菱伺服都有自动增益功能,通常不需要特别去调整。
国产的一些伺服,只能够手工调整。
其实如果你不要求定位快,只要准,在阻力不大的时候,刚性低,也可以做到定位准,只不过定位时间长。
因为刚性低的话定位慢,在要求响应快,定位时间短的情况下,就会有定位不准的错觉。
而惯量描述的是物体运动的惯性,转动惯量是物体绕轴转动惯性的度量。
惯量是什么意思

惯量是什么意思
惯量的意思是]∶以物质质量来度量其惯性大小的物理量,其大小与物质质量相应。
扩展知识:
定义:
其惯性大小的物理量,其惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r^2 dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
作用:
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。
意义:
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。
电机的转子惯量
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,电机的转子惯量应越小为好。
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。
影响因素
影响伺服电机响应的主要负载是负载惯量。
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。
当负载惯量确实有这样大,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。
西门子V90伺服

SINAMICS V90高效便捷的伺服系统/sinamics-v902SINAMICS V90 及 SIMOTICS S-1FL6运动控制的最佳伺服驱动解决方案目录SINAMICS V90 伺服驱动系统 – SINAMICS 和 SIMOTICS 家族的一员伺服驱动系统SINAMICS V90 伺服驱动和 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机组成了性能优化,易于使用的伺服驱动系统,八种驱动类型,七种不同的电机轴高规格,功率范围从0.05kW 到7.0kW 以及单相和三相的供电系统使其可以广泛用于各行各业,如:定位,传送,收卷等设备中,同时该伺服系统可以与S7-1500T/S7-1500/S7-1200 进行完美配合实现丰富的运动控制功能。
伺服驱动系统概述 ..................................................03伺服驱动系统优点 ..................................................05SINAMICS V90 伺服驱动系统 的自动化环境 ......................................................... 10SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具 ..........................10SINAMICS V90 技术数据与控制特征 .......................12系统一览及接线图 ..................................................15SIMOTICS S-1FL6 技术数据 及扭矩/速度曲线 .................................................... 18SINAMICS V90 和 SIMOTICS S-1FL6 安装尺寸及安装间距 ............................................... 22选型步骤 ...............................................................26SINAMICS V90 和 SIMOTICS S-1FL6 订货数据 (27)3脉冲序列版本 (PTI)PROFINET 版本 (PN)SINAMICS V90 伺服驱动SINAMICS V90 根据不同的应用分为两个版本:1. 脉冲序列版本(集成了脉冲,模拟量,USS/MODBUS )2. PROFINET 通讯版本SINAMICS V90 脉冲版本可以实现内部定位块功能,同时具有脉冲位置控制,速度控制,力矩控制模式。
伺服电机转子转动惯量与惯量比例关系

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伺服电机的刚性和惯量是怎么回事

伺服电机的刚性和惯量是怎么回事刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内,刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度,即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δP是作用于结构的恒力,δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度(k)为:k=M/θ其中,M为施加的力矩,θ为旋转角度。
举个例子,我们知道钢管比较坚硬,一般受外力形变小,而橡皮筋比较软,受到同等力产生的形变就比较大,那我们就说钢管的刚性强,橡皮筋的刚性弱,或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中,用联轴器来连接电机和负载,就是典型的刚性连接;而用同步带或者皮带来连接电机和负载,就是典型的柔性连接。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力,而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。
一般刚性越高其响应速度也越高,但是调太高的话,很容易让电机产生机械共振。
所以,在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项,要根据机械的共振点来调整,需要时间和经验(其实就是调增益参数)。
在伺服系统位置模式下,施加力让电机偏转,如果用力较大且偏转角度较小,那么就认为伺服系统刚性强,反之则认为伺服刚性弱。
注意这里我说的刚性,其实更接近响应速度这个概念。
从控制器角度看的话,刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数,它的大小决定机械的一个响应速度。
像松下和三菱伺服都有自动增益功能,通常不需要特别去调整。
国产的一些伺服,只能够手工调整。
其实如果你不要求定位快,只要准,在阻力不大的时候,刚性低,也可以做到定位准,只不过定位时间长。
因为刚性低的话定位慢,在要求响应快,定位时间短的情况下,就会有定位不准的错觉。
而惯量描述的是物体运动的惯性,转动惯量是物体绕轴转动惯性的度量。
伺服电机工作原理简介
在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种津贴马达间接变速装置。
,可使控制速度,位置精度非常准确。
将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象:直流伺服机电和交流伺服机电。
1.伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服机电接收到 1 个脉冲,就会旋转 1 个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服机电本身具备发出脉冲的功能,所以伺服机电每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服机电接受的脉冲形成为了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制机电的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm 。
直流伺服机电分为有刷和无刷机电。
有刷机电成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。
因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷机电体积小,分量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。
控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵便,可以方波换相或者正弦波换相。
机电免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
2.交流伺服机电也是无刷机电,分为同步和异步机电,目前运动控制中普通都用同步机电,它的功率范围大,可以做到很大的功率。
大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。
于是适合做低速平稳运行的应用。
3.伺服机电内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时机电自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。
伺服机电的精度决定于编码器的精度 (线数)。
什么是伺服机电?有几种类型?工作特点是什么?答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或者角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机驱动器的参数设置【技巧】
伺服电机又称执行电机,是一种执行元件,它可以把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度进行输出,有很多人不清楚它与步进电机驱动器的区别,下面为大家介绍一下伺服电机驱动器的参数设置及与步进电机驱动器有哪些区别。
一、伺服电机驱动器的几个参数设置1、位置比例增益设定位置环调节器的比例增益;设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。
但数值太大可能会引起振荡或超调;参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。
2、位置前馈增益设定位置环的前馈增益;设定值越大时,表示在任何频率的指令脉冲下,位置滞后量越小;位置环的前馈增益大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置不稳定,容易产生振荡;不需要很高的响应特性时,本参数通常设为0表示范围:0——100%。
3、速度比例增益设定速度调节器的比例增益;设置值越大,增益越高,刚度越大。
参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。
一般情况下,负载惯量越大,设定值越大;在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较大的值。
4、速度积分时间常数设定速度调节器的积分时间常数;设置值越小,积分速度越快。
参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。
一般情况下,负载惯量越大,设定值越大;在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较小的值。
5、速度反馈滤波因子设定速度反馈低通滤波器特性;数值越大,截止频率越低,电机产生的噪音越小。
如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。
数值太大,造成响应变慢,可能会引起振荡;数值越小,截止频率越高,速度反馈响应越快。
如果需要较高的速度响应,可以适当减小设定值。
6、最大输出转矩设置设置伺服电机的内部转矩限制值;设置值是额定转矩的百分比;任何时候,这个限制都有效定位完成范围;设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。
二、步进电机驱动器与伺服电机驱动器的区别1、控制精度不同。
步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。
伺服电机
伺服电动机(servo motor)的功能是将所输入的电压信号转换为轴上的角位移或角速度输出,其转速和转向随输入电压信号的大小和方向变化而改变的控制电机。
伺服电动机能带一定的负载,在自动控制系统中作执行元件,所以又称为执行电动机。
例如数控车床,刀具由伺服电动机拖动,他会按照给定目标的形状拖动刀具进行切割器件。
早期伺服电动机输出功率较小,功率范围一般为0.1~100瓦,而目前伺服技术发展很快,几千瓦的大功率伺服电动机相继出现。
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
直流伺服电机的驱动原理1.伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。
直流伺服电机特指直流有刷伺服电机——电机成本高结构复杂,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),会产生电磁干扰,对环境有要求。
因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
直流伺服电机不包括直流无刷伺服电机——电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定,电机功率有局限做不大。
伺服电机参数说明
伺服电机参数说明伺服电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的设备。
它具有高精度、高响应速度、低噪声、低振动和稳定性好等特点,广泛应用于自动化控制系统中。
伺服电机的参数是指其性能和规格,包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流、额定转矩、角度误差、速度误差、保持转矩以及惯量等。
1.额定功率:伺服电机的额定功率是指在额定工况下,电机能够输出的最大功率。
通常以瓦特(W)为单位表示。
2. 额定转速:伺服电机的额定转速是指在额定工况下,电机旋转的速度。
通常以转/分钟(rpm)或角度/秒(deg/s)为单位表示。
3.额定电压:伺服电机的额定电压是指电机运行时所需的电压。
通常以伏特(V)为单位表示。
4.额定电流:伺服电机的额定电流是指电机在额定工况下所需要的电流。
通常以安培(A)为单位表示。
5.额定转矩:伺服电机的额定转矩是指电机在额定工况下所能提供的最大转矩。
通常以牛顿米(Nm)为单位表示。
6.角度误差:伺服电机的角度误差是指电机实际输出角度与期望角度之间的差值。
通常以度(°)为单位表示。
7. 速度误差:伺服电机的速度误差是指实际输出速度与期望速度之间的差值。
通常以转/分钟(rpm)或角度/秒(deg/s)为单位表示。
8.保持转矩:伺服电机的保持转矩是指电机在没有负载转动时所能保持的转矩。
通常以牛顿米(Nm)为单位表示。
9. 惯量:伺服电机的惯量是指电机转动时所具有的惯性。
它是伺服系统动态响应速度的重要参数。
通常以千克平方米(kg·m²)为单位表示。
除了以上参数外,还有一些其他重要的参数需要注意,例如电机的功率因素、峰值转矩、加速度和减速时间等。
这些参数对于伺服电机的性能和应用场景也有很大影响,需要根据具体需求进行选择和调整。
总之,伺服电机的参数是描述其性能和规格的重要指标,能够帮助用户选择合适的电机并合理配置控制系统。
在实际应用中,根据具体的控制要求和机械环境,可以根据这些参数进行调整和优化,以获得更好的运动控制性能。
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伺服电机的低惯量和高惯量什么区别?
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
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。