伺服電機(jī)實際應(yīng)用轉(zhuǎn)速200rpm，不使用減速器，也要按負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量小于等于3倍轉(zhuǎn)子慣量嗎

非標(biāo)設(shè)計zf

一個750w伺服電機(jī)直接驅(qū)動同步輪，同步帶上輸送10kg的物體，速度1m/s，加減速時間都為0.5s，驅(qū)動同步輪s5m直徑68mm，電機(jī)實際運(yùn)行轉(zhuǎn)速200rpm。計算出負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量是轉(zhuǎn)子慣量的100倍，但是計算出的啟動轉(zhuǎn)矩只有1點幾nm，小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩2.39，最大轉(zhuǎn)矩8nm。電機(jī)廠家說我們的轉(zhuǎn)動慣量太大了，伺服響應(yīng)性不好。但是我認(rèn)為轉(zhuǎn)速低，不能按轉(zhuǎn)動慣量計算

山下敬吾

我有點理解樓主的意思了。
你的計算方法應(yīng)該是：線性加速，根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量和加速時間，計算出所需扭矩，然后比較電機(jī)的輸出扭矩，如果小于輸出，就認(rèn)為電機(jī)選型沒有問題。
我簡單計算了一下.
1.直徑68mm帶輪，電機(jī)轉(zhuǎn)速200rpm，
那么皮帶速度應(yīng)該是0.068*3.14*200/60=0.71m/s
似乎有點問題，要1m/s應(yīng)該要60齒95.49那個？
2.皮帶和皮帶輪的慣性懶得查了，我也不知道中心距多少。
僅考慮工件的質(zhì)量。
轉(zhuǎn)動慣量：10*0.034^2=0.012kg*m
角速度：200*3.14*2/60=20.9rad/s
加速時間：t=0.5s
角加速度：α=41.8rad/s^2
所需轉(zhuǎn)矩：41.8*0.012=0.5N*m
也就是說讓10kg工件在0.5s內(nèi)到達(dá)1m/s速度所需的轉(zhuǎn)矩是0.5N*m，
摩擦力算0.2，加上帶輪和皮帶，倒也差不多。

這樣的計算方法沒有問題，但是有一定的局限性。樓主提到了負(fù)載慣量和轉(zhuǎn)子慣量的比值問題，應(yīng)該是了解這個選型限制的：負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比最佳值為為一，最大不可超過五倍。
認(rèn)為自己的計算和這條原則發(fā)生了沖突，事實證明僅僅依照轉(zhuǎn)矩計算是不行的，那問題出在哪兒呢？
這里涉及到伺服電機(jī)的工作原理，我嘗試解釋一下，并附上參考文獻(xiàn)，想深入了解的話可以去讀一讀。

[1]黃捷建,張靜,李浩,陳順利.伺服電機(jī)負(fù)載慣量比的合理取值[J].微電機(jī),2017,50(11):72-75.
[2]肖瀟,楊金堂,全芳成,李京,田曉波,汪譜發(fā).伺服電機(jī)的選型原則與計算[J].機(jī)床與液壓,2014,42(22):44-46+49.

冷月梧桐

S5M直徑68mm，打回去重算

非標(biāo)設(shè)計zf

|冷月梧桐發(fā)表于 03-29 08:48S5M直徑68mm，打回去重算

這不是重點，40齒節(jié)徑63.66不影響計算結(jié)果

山下敬吾

你認(rèn)為響應(yīng)時間沒問題，那就沒問題。
廠家就提醒你一下，出問題別找它而已。
就這樣。

非標(biāo)設(shè)計zf

|山下敬吾發(fā)表于 03-29 09:55你認(rèn)為響應(yīng)時間沒問題，那就沒問題。<br>
廠家就提醒你一下，出問題別找它而已。<br>
就這樣。

整線的輸送電控調(diào)試不出來，電控和廠家都說負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量太大了，不穩(wěn)定。我是幫同事計算的，我想確認(rèn)我的算法

機(jī)械——菜鳥

你的出發(fā)點是不是為了省減速器的錢？那用閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)它不香嗎？

非標(biāo)設(shè)計zf

|機(jī)械——菜鳥發(fā)表于 03-29 11:18你的出發(fā)點是不是為了省減速器的錢？那用閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)它不香嗎？

已經(jīng)決定用86的閉環(huán)步進(jìn)。關(guān)鍵是我這樣計算是否合理，步進(jìn)轉(zhuǎn)動慣量是伺服的5倍，負(fù)載慣量是步進(jìn)的20倍

非標(biāo)設(shè)計zf

|山下敬吾發(fā)表于 03-29 13:10我有點理解樓主的意思了。<br>
你的計算方法應(yīng)該是：線性加速，根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量和加速時間，計算出所需扭矩，然后比較電機(jī)的輸出扭矩，如果小于輸出，就認(rèn)為電機(jī)選型沒有問題。<br>
我簡單計算了一下.<br>
1.直徑68mm帶輪，電機(jī)轉(zhuǎn)速200rpm，<br>
那么皮帶速度應(yīng)該是0.068*3.14*200/60=0.71m/s<br>
似乎有點問題，要1m/s應(yīng)該要60齒95.49那個？<br>
2.皮帶和皮帶輪的慣性懶得查了，我也不知道中心距多少。<br>
僅考慮工件的質(zhì)量。<br>
轉(zhuǎn)動慣量：10*0.034^2=0.012kg*m<br>
角速度：200*3.14*2/60=20.9rad/s<br>
加速時間：t=0.5s<br>
角加速度：α=41.8rad/s^2<br>
所需轉(zhuǎn)矩：41.8*0.012=0.5N*m<br>
也就是說讓10kg工件在0.5s內(nèi)到達(dá)1m/s速度所需的轉(zhuǎn)矩是0.5N*m，<br>
摩擦力算0.2，加上帶輪和皮帶，倒也差不多。<br>
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這樣的計算方法沒有問題，但是有一定的局限性。樓主提到了負(fù)載慣量和轉(zhuǎn)子慣量的比值問題，應(yīng)該是了解這個選型限制的：負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比最佳值為為一，最大不可超過五倍。<br>
認(rèn)為自己的計算和這條原則發(fā)生了沖突，事實證明僅僅依照轉(zhuǎn)矩計算是不行的，那問題出在哪兒呢？<br>
這里涉及到伺服電機(jī)的工作原理，我嘗試解釋一下，并附上參考文獻(xiàn)，想深入了解的話可以去讀一讀。<br>
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[1]黃捷建,張靜,李浩,陳順利.伺服電機(jī)負(fù)載慣量比的合理取值[J].微電機(jī),2017,50(11):72-75.<br>
[2]肖瀟,楊金堂,全芳成,李京,田曉波,汪譜發(fā).伺服電機(jī)的選型原則與計算[J].機(jī)床與液壓,2014,42(22):44-46+49.

非常感謝您的回答，一語點中問題的核心。伺服轉(zhuǎn)速300rpm也要按照3-5倍電機(jī)轉(zhuǎn)軸慣量算嗎。滿速3000rpm運(yùn)行時我可以理解3-5倍的慣量比。還有之前計算是按照300rpm計算的，現(xiàn)在表述的200rpm是我早上回憶錯了。

山下敬吾

電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的運(yùn)動傳遞到外部類似于小球碰撞的情景，A球質(zhì)量越小，將自己的速度傳遞給B球就越困難，當(dāng)這個傳遞超過伺服系統(tǒng)的允許使用工況時，就會導(dǎo)致抖動或者相應(yīng)時間變長。
如何解決負(fù)載不匹配帶來的問題也是伺服研究的一個重要方向，相關(guān)的論文頗為豐富。
另外，剛剛提到的五倍以內(nèi)只是約數(shù)，具體的推薦使用負(fù)載需要查詢樣本或者咨詢廠家。
關(guān)于不同轉(zhuǎn)速適用的負(fù)載比例是否相同，在額定轉(zhuǎn)速以下，扭矩是一樣的，超出額定轉(zhuǎn)速，扭矩變小，所以...這里我認(rèn)為伺服系統(tǒng)的負(fù)載比例是不變的。
另外，其實電機(jī)選型，我用過的日精，東方馬達(dá)，三菱等廠家都有提供選型軟件，懶得學(xué)習(xí)軟件的話也可以委托代理商幫忙計算。所以很久沒有動手算過了，今天又復(fù)習(xí)了一下，哈哈。
以上。