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慣量對電機有影響嗎?

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2020-06-29 11:41:53    點擊數:-   【

為什么會有慣量?這不得不提我們力學的祖師爺牛頓。根據牛頓第一定律,任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止。這種物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質,稱為慣性。同樣對于旋轉繞軸轉動的剛體,回轉物體也有保持其勻速圓周運動或靜止的特性。物質(物體)運動的慣性量值中,質量是對物體直線運動時慣性大小的量度;而轉動慣量是剛體繞軸轉動時慣性的量度。
電機轉動慣量與其負載轉動慣量,存在一定的匹配關系——電機如同拉車的馬,負載如同馬車,馬和馬車必須大小匹配才能獲得良好的使用效果。如果小馬拉大車,則可能把小馬直接累死;如果大馬拉小車,則對于馬的能力來說,是一種浪費。因此,要根據負載的轉動慣量,選用合適的電機,這個過程也稱為慣量匹配。舉個例子,一輛跑車,一輛土方車,馬力都是1000,同樣拖了10噸的土,問哪個車啟動的快,停的穩?肯定是土方車。另外問,兩個車什么都不帶,哪個車啟動的快?肯定是跑車。這就是負載慣量和電機慣量匹配的關系。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.一般來說,小慣量的電機制動性能好,啟動,加速停止的反應很快,高速往復性好,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。中、大慣量的電機適用大負載、平穩要求比較高的場合,如一些圓周運動機構和一些機床行業。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,選擇應該根據負載的大小,加速度的大小,等等因素來選擇。
影響伺服電機響應的主要負載是負載慣量。伺服電機驅動器對伺服電機的響應控制,最佳值為負載慣量與電機轉子慣量之比為一,最大不可超過五倍。通過機械傳動裝置的設計,可以使負載慣量與電機轉子慣量之比接近一或較小。當負載慣量確實有這樣大,機械設計不可能使負載慣量與電機轉子慣量之比小于五倍時,則可使用電機轉子慣量較大的電機,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,驅動器的容量應要大一些。
對于直線運動的物體,其慣量即為質量;而對于回轉運動的物體,其慣量為:I=mr^2(m 表示剛體的某個質元的質量,r 表示該質元到轉軸的垂直距離)
(1)、對于細桿
當回轉軸過桿的中點并垂直于桿時
 I=mr^2/12;
當回轉軸過桿的端點并垂直于桿時
 I=mr^2/3;
(2)、對于圓柱體
當回轉軸是圓柱體軸線時
 I=mr^2/2;
(3)、對于細圓環
當回轉軸通過環心且與環面垂直時,
 I=mr^2;
當回轉軸通過環邊緣且與環面垂直時,
日本高清在线观看免费视频  I=2mr^2;

(4)、對于薄圓盤
當回轉軸通過中心與盤面垂直時,
I=mr^2/2 ;
當回轉軸通過邊緣與盤面垂直時,
I=mr^2/1.5;
(5)、對于空心圓柱
當回轉軸為對稱軸時,
I=(mr1^2+mr2^2)/2
r1和r2分別為其內外半徑。
(6)、對于球殼
當回轉軸為中心軸時,
 I=mr^2/0.67;
當回轉軸為球殼的切線時,
 I=mr^2/1.67;
R為球殼半徑。
(7)、對于實心球體
當回轉軸為球體的中心軸時,
 I=mr^2/0.4;
當回轉軸為球體的切線時,
I=mr^2/1.4;
R為球體半徑。

(8)、對于立方體
當回轉軸為其中心軸時,
 I=mr^2/6;
當回轉軸為其棱邊時,
I=mr^2/0.67;
當回轉軸為其體對角線時,
I=mr^2/0.1875;

(9)、對于長方體
當回轉軸為其中心軸時

 I=(mr1^2+mr2^2)/12

式中r1和r2是與轉軸垂直的長方形的兩條邊長。

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