對于伺服驅動系統,增益越高,系統越敏感,對指令的響應越快。但是過高的增益會導致系統不穩定。通過調節伺服放大器來調節系統的增益,當系統具有超調小于5%、相移小于90的臨界阻尼時,系統可以在響應和最小不穩定性之間獲得很好的折衷,建立時間最小。沈女士今天和大家討論了無刷永磁電機負載慣量和電機慣量的匹配問題。

如何消除無效運動和柔度位移
當系統穩定時,如果驅動機構的慣性增加,系統在低頻時會不穩定。如果驅動機構的慣性減小,就會出現高頻不穩定。因此,系統的慣性,尤其是負載的慣性與電機的慣性之間的匹配,不僅影響系統的動力傳遞,也是導致系統不穩定甚至不可控的最重要因素之一。

一般來說,負載慣性不容易改變。為了消除由于負載慣性和電機慣性之間的高度不匹配而導致的無效運動和順從位移,可以采取以下措施:
1)首先,采用合適的變速機構,盡可能減小負載慣量和電機慣量的不匹配。
2)其次,提高機械系統的剛性。
3)如果上述措施無效,可以采用增加電機軸上慣量的方法,盡可能減小負載慣量與電機慣量的不匹配。
如何通過電機選型解決匹配問題?
在最小化負載慣量和電機慣量不匹配的過程中,通常有兩種電機選擇方案:
(1)選用低慣量電動機
選擇低慣性電機將有助于降低系統的總慣性,使系統獲得更高的加速度和更寬的頻帶。在加速性能的同時,變速機構可用于最小化負載慣性和電機慣性之間的不匹配。但為了使負載慣量與電機慣量相匹配,采用傳動比方案的成本較高,有時可能無法實現。

(2)選用大慣量電動機
在不可能選擇低慣量電機的情況下,有時選擇在相同扭矩水平的轉軸上帶有飛輪的高慣量電機是選擇,可以在伺服驅動系統的動態性能和穩定性之間提供合理的折衷。

根據上述原則,設計人員可以與配件(外包)供應商合作,在綜合分析所有可用方案的可行性、系統性能和制造成本的基礎上,做出合理的決策。
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