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伺服电机刚性和惯性

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-07 22:42:16 * 浏览: 189
说刚性,我们首先谈谈刚度。刚度是指材料或结构在受到应力时抵抗弹性变形的能力。它表示材料或结构的弹性变形的难度。材料的刚度通常由弹性模量E测量。在宏观弹性范围内,刚度是与位移成比例的部分载荷的比例系数,即引起单位位移所需的力。它的倒数称为顺应性,即单位力引起的位移。刚度可分为静态刚度和动态刚度。结构的刚度(k)是指弹性体抵抗拉伸变形的能力。 k = P /δ,P是作用在结构上的恒定力,δ是由力引起的变形。旋转结构的旋转刚度(k)为:k = M /θ其中M是施加的力矩,θ是旋转角度。例如,我们知道钢管相对较硬,通常由于外力而变形,并且橡胶带是柔软的,并且由相同的力引起的变形相对较大。然后我们说钢管的刚性很强,橡皮筋的刚性很弱,或者弹性很强。在伺服电机应用中,联轴器用于将电机连接到负载,这是典型的刚性连接。使用同步带或皮带将电动机连接到负载是典型的灵活连接。电机刚性是电机轴抵抗外部转矩干扰的能力,我们可以调整伺服控制器中电机的刚性。伺服电机的机械刚度与其响应速度有关。通常,刚性越高,响应速度越高。但是,如果调节过高,则电动机很容易产生机械共振。因此,通用伺服放大器参数有手动调整。响应频率选项根据机械共振点进行调整,这需要时间和经验(事实上,增益参数)。在伺服系统位置模式中,施加力以使电动机偏转。如果力大且偏转角小,则伺服系统被认为是刚性的,否则伺服刚度被认为是弱的。请注意,我在这里讨论的刚性实际上更接近于响应速度的概念。从控制器的角度来看,刚度实际上是速度环,位置环和时间积分常数的组合,其大小决定了机器的响应速度。松下和三菱伺服系统都具有自动增益功能。通常不需要特殊调整。一些家用伺服器只能手动调节。实际上,如果不需要快速定位,只要标准,当电阻不大,刚性低时,也可以达到定位精度,但定位时间长。由于刚性低,定位缓慢,并且在响应快且定位时间短的情况下,存在定位不准确的错觉。惯性描述了物体运动的惯性,惯性矩是物体绕轴线惯性的量度。转动惯量仅与旋转半径和物体质量有关。通常,负载惯量超过电动机转子惯性的10倍,并且惯性被认为是大的。导轨和导螺杆的惯性矩对伺服电机驱动系统的刚性有很大影响。在固定增益下,惯性矩越大,刚性越大,电机振动的可能性越大,惯性矩越小,刚性越小,电机越难以晃动。 。通过更换较小直径的导轨和导螺杆可以振动电机,以减少转动惯量并减小负载惯量。我们知道在选择伺服系统时,除了考虑电机的转矩和额定转速等参数外,还需要计算机械系统转换为电机轴的惯性,然后根据机器的实际运动要求和工件的质量。这是需要的专门选择具有合适惯性尺寸的电动机。调试时(手动模式下),正确设置惯量比参数是机械和伺服系统最佳性能的先决条件。究竟什么是“惯性匹配”?事实上,根据牛的第二定律,不难理解:“进给系统所需的扭矩=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。 θ越小,控制器向系统发出命令以完成执行。时间越长,系统响应越慢。如果θ改变,系统响应将缓慢而缓慢,从而影响加工精度。选择伺服电机后,最大输出值不变。如果θ的变化很小,则J应尽可能小。以上,系统转动惯量J =伺服电机的转动惯量动量JM +电机轴转换负载转动惯量JL。负载惯量JL来自工作台和安装的夹具和工件,螺钉,联轴器等线性和旋转运动。工件的惯性转换为电机轴的惯性部件。 JM是伺服电机的转子惯量。选择伺服电机后,该值固定,JL随工件等负载变化。如果希望J率更小,最好使JL的比例变小。这是流行意义上的“惯性匹配”。一般来说,惯性小的电机具有良好的制动性能,启动和加速停止相反。非常快速,高速往复,适合一些轻载,高速定位的场合。中型和大型惯性电机适用于高负载,高稳定性要求,例如一些圆周运动机构和一些机床工业。太大且刚度不足,通常需要调整控制器增益以改变系统的响应。惯性太大,惯性不足。它是负载惯性和伺服电机惯性之间的相对比较。想了解伺服电机和伺服驱动器,请加入微信13659875081