如何選擇伺服電機(jī)的慣量？伺服電機(jī)慣量計(jì)算方法！現(xiàn)在伺服電機(jī)在自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛了，伺服電機(jī)的應(yīng)用，能夠的提高設(shè)備的精度，增加設(shè)備的柔性，簡(jiǎn)化設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造。原來需要齒輪和凸輪的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在可以用伺服電機(jī)加軟件控制替代。

我們?cè)谶x擇合適的伺服電機(jī)的使用常常會(huì)遇到扭力選擇和慣量選擇。
對(duì)于扭矩的計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單,只需要知道負(fù)載重量和傳動(dòng)方式一般能很快的計(jì)算出電機(jī)所需要力矩,選型的時(shí)候再適當(dāng)放大,留些余量就可以了。

那么，慣量如何計(jì)算選擇呢？

先說結(jié)論

動(dòng)態(tài)性能“激進(jìn)”的系統(tǒng)：要求跟蹤性能好的位置隨動(dòng)系統(tǒng)，JL=0.8-1.2倍 Jm
動(dòng)態(tài)性能“適度”的系統(tǒng)：一般伺服系統(tǒng)， JL=0.8-4.0倍 Jm
動(dòng)態(tài)性能“保守”的系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)指令變化緩慢的伺服系統(tǒng)， 不需校驗(yàn)負(fù)載慣量,但是合適的負(fù)載慣量有助于減小速度波動(dòng)。

JL 負(fù)載慣量；Jm 伺服電機(jī)慣量

概念

慣量就是剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性的度量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量。它與剛體的質(zhì)量，質(zhì)量相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。
（剛體是指 理想狀態(tài)下的不會(huì)有任何變化的物體）

伺服電機(jī)的慣量指的是伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子本身的慣量。對(duì)于電機(jī)的加減速來說相當(dāng)重要。如果不能很好的匹配慣量,電機(jī)的動(dòng)作會(huì)很不平穩(wěn).
一般來說，小慣量的電機(jī)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速，停止的反應(yīng)很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場(chǎng)合。
中、大慣量的電機(jī)適用大負(fù)載，平穩(wěn)要求比較高的場(chǎng)合。

理想情況，伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)伺服電機(jī)的響應(yīng)控制，最佳值為負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比為一，最大不可超過五倍。
當(dāng)負(fù)載慣量確實(shí)很大，機(jī)械設(shè)計(jì)不可能使負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比小于五倍時(shí)，需要選擇大慣量電機(jī)。

慣量匹配和最佳傳動(dòng)比

伺服電機(jī)的基本功能就是將輸入的電功率快速的轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率輸出。功率轉(zhuǎn)換的越快，伺服電機(jī)的快速性越好。
伺服系統(tǒng)中，從負(fù)載角度看，負(fù)載以最大的功率變化率將輸入功率轉(zhuǎn)換為輸出功率。
當(dāng)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。即“慣量匹配時(shí)”，負(fù)載的功率變化率最大，響應(yīng)最快。

有時(shí)伺服電機(jī)和負(fù)載之間接有減速器，那么如何選擇最佳減速比，使負(fù)載側(cè)的功率變化率最大。
直接說結(jié)論：

最佳減速比 i=√(JL/(Jm·η))

也可以這樣理解：減速機(jī)可以讓伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加 i2 倍。（不考慮效率η）

i 減速比，JL 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jm 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，η 效率

伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絲杠做直線運(yùn)動(dòng)的情況，絲杠其實(shí)也起了減速機(jī)的作用。
根據(jù)慣量匹配，可推導(dǎo)出最佳導(dǎo)程：

λ=2π√((Jm-Jq)/W)

λ 導(dǎo)程(m)，Jm 電機(jī)慣量，Jq其他部分慣量（絲杠、連軸器等），W 負(fù)載運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量（kg）

這也只講了結(jié)論，如果需要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)伺服技術(shù)，還是需要買本書去仔細(xì)的研讀。