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惯性匹配
JL/Jm 负载惯量/电机惯量
负载响应速度:
Jm电机惯量通常指电机转子或整个传动系统的转动惯量(Moment of Inertia),是描述物体在旋转运动中抵抗角加速度能力的物理量。
进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ角
马达选定后最大转矩T不变,如果希望加速度稳定,则J要尽可能小
J = JL + JM
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”。
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。
机械常数 Tm通常与系统的惯量J和阻尼B有关,可以用公式Tm=BJ表示。
容量匹配
TL——工作过程中电机轴所受的最大等效负载力矩;Tmax——步进电机的最大静转矩

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