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機械社區

標題: 關于伺服電機轉動慣量的問題 [打印本頁]

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 09:13
標題: 關于伺服電機轉動慣量的問題
設計背景如下：

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 09:16
速度曲線如下圖2

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 09:23
問題：我計算的旋轉盤的轉動慣量為：約825 X10^-4 kg.m^2
遠遠大于伺服電機的允許負載轉動慣量：94.8X10^-4 kg.m^2，廠家說行不通

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 09:27
然后我想采用減速傳動解決這個問題，但是經過減速后轉速又達不到了。問了好些做自動化設備的，有些說沒遇到過，有些說肯定不行，但是都給不了解決方案，各位大神有沒有好的建議或者方案。

作者: 麥香牛奶 時間: 2016-4-29 09:49
你的負載轉動慣量太大了，加速時會出現爬行現象，減速時停不下，用高慣量的電機，加減速器。

作者: fwsc 時間: 2016-4-29 10:15
電機帶不動負載，加速、減速時間太長，會產生抖動、爬行現象

建議選用更大慣量的伺服電機

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 11:12

fwsc 發表于 2016-4-29 10:15
電機帶不動負載，加速、減速時間太長，會產生抖動、爬行現象

建議選用更大慣量的伺服電機

找到有慣量大的，轉速又達不到要求了，您有推薦的伺服電機，允許負載慣量和轉速都能達到要求的嗎？

作者: /_cast_王珂 時間: 2016-4-29 11:50
你的轉速太高了啊，干嘛用的轉盤啊。轉起來有毛線的精度啊，沒精度上伺服電機干嘛。

作者: 一展刀鋒 時間: 2016-4-29 12:40
正常匹配3-5倍
825除以94.8就是10倍左右的慣量比，問問東方馬達之類的行不行

作者: fwsc 時間: 2016-4-29 12:55
你這個速度和轉動慣量要求比較高，我查了西門子的樣本，常規伺服電機沒有能符合的。

查了安川的樣本，發現幾個大功率的伺服電機，轉動慣量足夠，但是速度有些低，可能要陪增速器。

作者: OPP1199 時間: 2016-4-29 13:03
是分度用的么，用凸輪分割器吧

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 13:25

/_cast_王珂發表于 2016-4-29 11:50
你的轉速太高了啊，干嘛用的轉盤啊。轉起來有毛線的精度啊，沒精度上伺服電機干嘛。

請教您，用其它電機有合適要求的嗎，可否告訴我品牌和型號？

作者: 武當問道 時間: 2016-4-29 13:27
用變頻吧

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 13:27

一展刀鋒發表于 2016-4-29 12:40
正常匹配3-5倍
825除以94.8就是10倍左右的慣量比，問問東方馬達之類的行不行

正常的是3-5倍是電機的轉子慣量的3至5倍，我那個參數表里面的已經是負載允許的了。是東方馬達的代理技術員給的一款轉矩較大的了。

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 13:34

OPP1199 發表于 2016-4-29 13:03
是分度用的么，用凸輪分割器吧

不是分度用的，是晶圓片表面涂膠用的。

作者: 小風1123 時間: 2016-4-29 13:35

武當問道發表于 2016-4-29 13:27
用變頻吧

可否推薦一款滿足要求的合適的電機（如某品牌，某型號的電機，不是伺服的也可以）

作者: fanscky 時間: 2016-4-29 13:49
學習了！

作者: aniu349342950 時間: 2016-4-29 14:06

小風1123 發表于 2016-4-29 09:23
問題：我計算的旋轉盤的轉動慣量為：約825 X10^-4 kg.m^2
遠遠大于伺服電機的允許負載轉動慣量：94.8X10^- ...

換個2kw的，轉盤掏空點重量

作者: 13262616073 時間: 2016-4-29 16:52
你要多大的慣量和多少轉速的伺服電機？

作者: 塵世天涯 時間: 2016-4-29 17:32
你這個應用屬于轉速控制，對于伺服電機來說，慣量比可以放的更大，在這里，我按照慣量比30，減速比2計算，找到一個電機符合你的要求
施耐德BMH1003P，電壓選三相400V
當然這個慣量比30，還需要廠家來做個驗證。不過根據我以前的經驗，只做轉速控制，應該是可以的。

作者: 丹楓911 時間: 2016-4-29 21:47

aniu349342950 發表于 2016-4-29 14:06
換個2kw的，轉盤掏空點重量

只能加大電機，然后再想辦法把轉盤做小做輕做薄，以便減低轉動慣量了

作者: fwsc 時間: 2016-4-29 23:13
你的旋轉盤的轉動慣量怎么計算的？怎么和我的差這么多

作者: 小風1123 時間: 2016-4-30 18:25

fwsc 發表于 2016-4-29 23:13
你的旋轉盤的轉動慣量怎么計算的？怎么和我的差這么多

I=0.5mr^2=0.5x6kgx(0.35/2)^2=0.09187kg.m^2=918.7x10^-4 kg.m^2

作者: 小風1123 時間: 2016-4-30 18:26

小風1123 發表于 2016-4-30 18:25
I=0.5mr^2=0.5x6kgx(0.35/2)^2=0.09187kg.m^2=918.7x10^-4 kg.m^2

825 X10^-4 kg.m^2這個我是按鋁合金的密度及旋轉盤尺寸算出來的，所以差了點，但差得不是特別多。

作者: 小風1123 時間: 2016-4-30 18:46

塵世天涯發表于 2016-4-29 17:32
你這個應用屬于轉速控制，對于伺服電機來說，慣量比可以放的更大，在這里，我按照慣量比30，減速比2計算， ...

施耐德BMH1003P，電壓選三相400V 按30配比來算，也只有301x10^-4 kg.m^2

作者: 西窗暮雪 時間: 2016-4-30 19:09
既然圓心的轉動慣量大，為何不在轉盤的圓周驅動呢

作者: 小風1123 時間: 2016-4-30 19:15

西窗暮雪發表于 2016-4-30 19:09
既然圓心的轉動慣量大，為何不在轉盤的圓周驅動呢

可否畫一個簡單的方案示意圖

作者: fwsc 時間: 2016-4-30 19:49

小風1123 發表于 2016-4-30 18:26
825 X10^-4 kg.m^2這個我是按鋁合金的密度及旋轉盤尺寸算出來的，所以差了點，但差得不是特別多。

(, 下載次數: 77)

作者: 小風1123 時間: 2016-5-1 19:21

塵世天涯發表于 2016-4-29 17:32
你這個應用屬于轉速控制，對于伺服電機來說，慣量比可以放的更大，在這里，我按照慣量比30，減速比2計算， ...

不好意思，沒考慮到減速比，如果加上2：1的減速比的話，按30的配比就夠了。
電機的轉動慣量是：10.3x10^-4kg.m^2
按慣量比30算，就是300.9x10^-4kg.m^2,再按1：2的減速比折算到負載上的轉動慣量就是：1203.6x10^-4kg.m^2，已經能滿足要求了，

作者: 小風1123 時間: 2016-5-1 19:34

fwsc 發表于 2016-4-30 19:49

嗯，我跟您的算法是一樣的，只是我將鋁合金的密度按2.8來算的。

作者: fwsc 時間: 2016-5-1 19:50

小風1123 發表于 2016-5-1 19:34
嗯，我跟您的算法是一樣的，只是我將鋁合金的密度按2.8來算的。

如無必要，可將盆掏成空心的，或者減小旋轉半徑，可大幅度降低轉動慣量。

作者: fwsc 時間: 2016-5-1 19:54

小風1123 發表于 2016-5-1 19:21
不好意思，沒考慮到減速比，如果加上2：1的減速比的話，按30的配比就夠了。
電機的轉動慣量是：10.3x10^ ...

還要將減速器、聯軸器的慣量計算進去。

做速度控制，慣量比30有些大。

作者: 小風1123 時間: 2016-5-1 20:32

fwsc 發表于 2016-5-1 19:50
如無必要，可將盆掏成空心的，或者減小旋轉半徑，可大幅度降低轉動慣量。

嗯，結構限制，可能無法實現減質量（要減也只能減一點）

作者: 小風1123 時間: 2016-5-1 20:37

fwsc 發表于 2016-5-1 19:54
還要將減速器、聯軸器的慣量計算進去。

做速度控制，慣量比30有些大。

我是看了20樓，塵世天涯選的那款電機，30的慣量比有點大，但是也不一定，有些電機允許的慣量比本身就大，有的甚至達到80多的慣量比，本著嚴謹的原則，上班那天打電話和施耐德相應的人員核實一下。

作者: daphne5iu 時間: 2016-5-4 09:17
和松下伺服的聊過，慣量比30以下，影響幾乎沒有區別，慣量比取大點30應該沒問題

作者: WUHANLIST 時間: 2016-5-4 10:22

西窗暮雪發表于 2016-4-30 19:09
既然圓心的轉動慣量大，為何不在轉盤的圓周驅動呢

在哪里驅動，慣量是一定的。

作者: 塵世天涯 時間: 2016-5-4 10:47

小風1123 發表于 2016-5-1 20:37
我是看了20樓，塵世天涯選的那款電機，30的慣量比有點大，但是也不一定，有些電機允許的慣量比本身就大 ...

這個慣量比選多少合適，最終取決于是位置控制還是速度控制，或者扭矩控制。要求是遞減的。至于具體是多少，取決于廠家的驅動技術的先進程度

作者: 小風1123 時間: 2016-5-4 16:08
慣量比30，經過多次溝通，施耐德技術員認為在我現有的工況下，問題不大，現在又引申出一個新的問題，專用的伺服電機減速器（如下圖類似）沒有速比為2的減速器，最小只有3的（漲知識了），如果采用同步帶輪，小輪帶大輪減速，又會因為結構的原因，使我整個機臺的尺寸增加。

作者: 小風1123 時間: 2016-5-4 16:18

塵世天涯發表于 2016-5-4 10:47
這個慣量比選多少合適，最終取決于是位置控制還是速度控制，或者扭矩控制。要求是遞減的。至于具體是多少 ...

以下圖9是我根據圖2的速度曲線，按轉盤825kg.cm^2的轉動慣量和1.5倍的系數（考慮該軸線其它配件的轉動慣量及摩擦轉矩）做的一個力矩曲線，如果我不設置減速機構，按最終得出的力矩要求和轉速要求及速度，力矩曲線，很多廠家的伺服電機都能滿足，唯獨就一個允許的轉動慣量不滿足，我在思考，我的機構對速度控制要求也不嚴格，起停位置也無要求，即使轉動慣量超了很多，又會帶來什么影響呢，非常的疑惑。

作者: 塵世天涯 時間: 2016-5-5 09:18

小風1123 發表于 2016-5-4 16:18
以下圖9是我根據圖2的速度曲線，按轉盤825kg.cm^2的轉動慣量和1.5倍的系數（考慮該軸線其它配件的轉動慣 ...

我想你對于選擇伺服電機存在一個誤區

選擇過程中第一個要做的就是慣量匹配，根據你的要求，是位置控制，速度控制或者扭矩控制來選擇合適的慣量比，這個合適的是指滿足要求的最經濟方式。如果慣量比不合適，則需要通過更換電機或增加減速機的方式，使這個比例保持在合理范圍
做完這些事情，才去考慮扭矩和轉速是否滿足要求
第一步，考慮的是系統本身是否能穩定運行，如果系統本身都不能穩定運行，再好的配置也沒有用。第二步才去考慮其功能，是否滿足使用要求

作者: 小風1123 時間: 2016-5-5 10:04

塵世天涯發表于 2016-5-5 09:18
我想你對于選擇伺服電機存在一個誤區

選擇過程中第一個要做的就是慣量匹配，根據你的要求，是位置控制 ...

明白，昨天晚上看了很多關于伺服電機慣量不匹配會導致什么情況的貼子，感謝您的熱心回復和建議，非常感謝。

作者: 小風1123 時間: 2016-5-5 10:12

塵世天涯發表于 2016-5-5 09:18
我想你對于選擇伺服電機存在一個誤區

選擇過程中第一個要做的就是慣量匹配，根據你的要求，是位置控制 ...

謝謝您上次推薦的那款施耐德的伺服電機，如果采用該伺服電機，需要一個速比為2的伺服電機減速機，但是市面上不存在這樣的伺服電機減速器（市場上最小速比為3），現在正考慮用同步帶傳動實現速比2的減速功能，雖然這會影響我整個機臺的結構布局及尺寸。但總比客戶要求及功能要求達不到要好。

作者: hehuoren666 時間: 2019-5-27 12:15
我想問下你這個問你解決了嗎？最終怎么選擇的，謝謝

作者: 1wswangjincheng 時間: 2023-4-22 14:34
轉動慣量對于伺服電機的穩定運行起到關鍵的作用，位置控制要求比較高

作者: zhaoliang913y 時間: 2023-5-10 11:35
建議3-5倍

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