一、慣量的理論計算的功式？?

慣量計算都有公式，至于多重負載，比如齒輪又帶齒輪，或渦輪蝸桿傳動，只要分別算出各轉(zhuǎn)動件慣量然后相加即是系統(tǒng)慣量，電機選型時建議根椐不同的電機進行選配。負載的轉(zhuǎn)動慣量肯定是要設(shè)計時通過計算算出來拉，如果沒有這個值，電機選型肯定是不那么合理的，或者肯定會有問題的，這是選伺服的最重要的幾個參數(shù)之一。至于電機慣量，電機樣本手冊上都有標注。當然，對某些伺服，可以通過調(diào)整伺服的過程測出負載的慣量，作為理論設(shè)計中的計算的參考。畢竟在設(shè)計階段，很多類似摩擦系數(shù)之類的參數(shù)只能根據(jù)經(jīng)驗來猜，不可能準確。理論設(shè)計中的計算的公式：（僅供參考）通常將轉(zhuǎn)動慣量J用飛輪矩GD2來表示，它們之間的關(guān)系為

J=mp^2= GD^2/4g

式中

m與G－轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量（kg）與重量（N）；

D－慣性半徑與直徑（m）；

g=9.81m/s2－重力加速度飛輪慣量=速度變化率*飛輪距/375。

當然，理論與實際總會有偏差的，有些地區(qū)（如在歐洲），一般是采用中間值通過實際測試得到。這樣，相對我們的經(jīng)驗公式要準確一些。不過，在目前還是需要計算的，也有固定公式可以去查機械設(shè)計手冊的。

　　二、關(guān)于摩擦系數(shù)？?

關(guān)于摩擦系數(shù)，一般電機選擇只是考慮一個系數(shù)加到計算過程中，在電機調(diào)整時通常都不會考慮。不過，如果這個因素很大，或者講，足以影響電機調(diào)整，有些日系通用伺服，據(jù)稱有一個參數(shù)是用來專門測試的，至于是否好用，本人沒有用過，估計應(yīng)該是好用的。有網(wǎng)友發(fā)貼說，曾有人發(fā)生過這樣的情況：設(shè)計時照搬國外的機器，機械部分號稱一樣，電機功率放大了50%選型，可是電機轉(zhuǎn)不動。因為樣機的機械加工、裝配的精度太差，負載慣量是差不多，可摩擦阻力相差太多了，對具體工況考慮不周。

當然，黏性阻尼和摩擦系數(shù)不是同一個問題。摩擦系數(shù)是不變值，這點可以通過電機功率給予補償，但黏性阻尼是變值，通過增大電機功率當然可以緩解，但其實是不合理的。況且沒有設(shè)計依據(jù)，這個最好是在機械狀態(tài)上解決，沒有好的機械狀態(tài)，伺服調(diào)整完全是一句空話。還有，黏性阻尼跟機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工、裝配等相關(guān)，這些在選型時是必須考慮的。而且跟摩擦系數(shù)也是息息相關(guān)的，正是因為加工水平不夠才造成的摩擦系數(shù)不定，不同點相差較大，甚至技術(shù)工人裝配水平的差異也會導(dǎo)致很大的差異，這些在電機選型時必須要考慮的。這樣，才會有保險系數(shù)，當然歸根結(jié)底還是電機功率的問題。

　　三、慣量的理論計算后，微調(diào)修正的簡單化

可能有些朋友覺的：太復(fù)雜了！實際情況是，某品牌的產(chǎn)品各種各樣的參數(shù)已經(jīng)確定，在滿足功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的條件下，產(chǎn)品型號已經(jīng)確定，如果慣量仍然不能滿足，能否將功率提高一檔來滿足慣量的要求？答案是：功率提高可以帶動加速度提高的話，應(yīng)是可以的。

　　四、伺服電機選型

在選擇好機械傳動方案以后，就必須對伺服電機的型號和大小進行選擇和確認。

1、選型條件：一般情況下，選擇伺服電機需滿足下列情況：?

（1）馬達最大轉(zhuǎn)速＞系統(tǒng)所需之最高移動轉(zhuǎn)速。?

（2）馬達的轉(zhuǎn)子慣量與負載慣量相匹配。

（3）連續(xù)負載工作扭力≤馬達額定扭力。

（4）馬達最大輸出扭力＞系統(tǒng)所需最大扭力（加速時扭力）。

2、選型計算：

（1）慣量匹配計算（JL/JM）。

（2）回轉(zhuǎn)速度計算（負載端轉(zhuǎn)速，馬達端轉(zhuǎn)速）。

（3）負載扭矩計算（連續(xù)負載工作扭矩，加速時扭矩。

　　五、伺服電機低慣量與高慣量的區(qū)別

　　轉(zhuǎn)動慣量=轉(zhuǎn)動半徑*質(zhì)量

低慣量就是電機做的比較扁長，主軸慣量小，當電機做頻率高的反復(fù)運動時，慣量小，發(fā)熱就小。所以低慣量的電機適合高頻率的往復(fù)運動使用。但是一般力矩相對要小些。高慣量的伺服電機就比較粗大，力矩大，適合大力矩的但不很快往復(fù)運動的場合。因為高速運動到停止，驅(qū)動器要產(chǎn)生很大的反向驅(qū)動電壓來停止這個大慣量，發(fā)熱就很大了。

慣量就是剛體繞軸轉(zhuǎn)動的慣性的度量，轉(zhuǎn)動慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動慣性大小的物理量。它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。（剛體是指理想狀態(tài)下的不會有任何變化的物體），選擇的時候遇到電機慣量，也是伺服電機的一項重要指標。它指的是伺服電機轉(zhuǎn)子本身的慣量，對于電機的加減速來說相當重要。如果不能很好的匹配慣量，電機的動作會很不平穩(wěn)。

一般來說，小慣量的電機制動性能好，啟動，加速停止的反應(yīng)很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負載，高速定位的場合，如一些直線高速定位機構(gòu)。中、大慣量的電機適用大負載、平穩(wěn)要求比較高的場合，如一些圓周運動機構(gòu)和一些機床行業(yè)。如果負載比較大或是加速特性比較大，而選擇了小慣量的電機，可能對電機軸損傷太大，選擇應(yīng)該根據(jù)負載的大小，加速度的大小，等等因素來選擇，一般的選型手冊上有相關(guān)的能量計算公式。

伺服電機驅(qū)動器對伺服電機的響應(yīng)控制，最佳值為負載慣量與電機轉(zhuǎn)子慣量之比為一，最大不可超過五倍。通過機械傳動裝置的設(shè)計，可以使負載慣量與電機轉(zhuǎn)子慣量之比接近一或較小。當負載慣量確實很大，機械設(shè)計不可能使負載慣量與電機轉(zhuǎn)子慣量之比小于五倍時，則可使用電機轉(zhuǎn)子慣量較大的電機，即所謂的大慣量電機。使用大慣量的電機，要達到一定的響應(yīng)，驅(qū)動器的容量應(yīng)要大一些。

審核編輯：黃飛

?