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什么是西门子伺服电机惯量匹配,如何进行确定?

发布时间:2021-09-16   点击次数:149次
  在西门子伺服系统选型及调试中,常会碰到西门子伺服电机惯量匹配问题。在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机。
  
  在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统效能的前提。此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。
  
  那什么是“惯量匹配”?根据牛顿定律:“进给系统所需力矩T=系统传动惯量J×角加速度θ角”加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。
  
  如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。由于西门子伺服电机的输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。
  
  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JL所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
  
  那么“惯量匹配”如何确定?传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响。
  
  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,西门子伺服电机在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。
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