7 ресурсов для понимания инерции и несоответствия инерции

При выборе двигателя, наиболее подходящего для конкретного приложения, решающее значение имеют такие факторы, как инерция нагрузки и инерция двигателя. (Через:«Понимание тайн несоответствия инерции»)

Если бы механические компоненты, такие как муфты, валы и ремни, были бесконечно жесткими, размеры двигателей можно было бы подбирать исключительно на основе требований к крутящему моменту и скорости. К сожалению, это не так.

В согласованно соединенном двигателе и нагрузке ряд факторов влияет на механические резонансы системы, включая инерцию ротора двигателя (J _М ), инерция нагрузки (J _L ), эластичность сцепления (K _S ), приложенный крутящий момент (T) и вязкое демпфирование муфты (B _ML ) между грунтом и ротором (B _M ) и между землей и грузом (B _L ). Рисунок любезно предоставлен Кевином Крейгом, Университет Хофстра.

Каждый из этих механических компонентов имеет определенную степень податливости, что означает, что когда двигатель пытается переместить нагрузку, возникают вибрации с резонансными частотами. Для успешного определения размера двигателя требуется некоторое понимание инерции, поэтому давайте рассмотрим некоторые ключевые концепции.

Инерция - это сопротивление любого физического объекта любому изменению его скорости. По мере увеличения инерции увеличивается и сопротивление ускорению / замедлению. Инерция нагрузки, также называемая моментом инерции, определяется как сопротивление физического объекта любому изменению его скорости, с точки зрения оси вращения .

Момент инерции (обычно записывается как J ) в сервосистеме можно разделить на две части:инерцию нагрузки и инерцию двигателя. Коэффициент инерции - это момент инерции нагрузки, деленный на момент инерции двигателя. Несоответствие инерции относится к разнице физической инерции между двигателем и нагрузкой.

Чтобы помочь с выбором двигателя, производители двигателей обычно предоставляют информацию о допустимой инерции нагрузки. Превышение допустимой нагрузки может привести к снижению производительности, вибрации и остановке.

Имейте в виду, что не существует формулы для расчета идеального отношения инерции - его нужно рассчитывать для каждого приложения.

Высокое отношение инерции нагрузки к двигателю снижает рабочую полосу пропускания машины, заставляет двигатель работать тяжелее, чем он должен, и часто приводит к увеличению времени стабилизации, что приводит к уменьшению общая производительность.

Один из способов уменьшить передаточное число - использовать редукторы, поскольку передаточное число имеет обратное квадратичное влияние на инерцию нагрузки. Это позволяет работать с более высокой скоростью и / или меньшими и более дешевыми двигателями. Другой подход - перейти на более мощный двигатель с большей инерцией.

Кроме того, современные усовершенствованные сервоприводы поставляются с алгоритмами управления приводом, которые можно использовать для устранения резонансных эффектов, что позволяет использовать системы с более высоким передаточным числом для определенных приложений.

Инерцию ротора можно отрегулировать, изменив материалы, размеры и конструкцию (например, показанную здесь конструкцию «колеса автомобиля»). Кредит:A3

Вот 7 полезных ресурсов для изучения вопросов инерции и несоответствия инерции:

• Понимание тайн несоответствия инерции:в этой подробной статье из архива A3 содержится подробная разбивка по теме, включая уравнения. Основное внимание уделяется тому, как инерция и жесткость муфты сочетаются, чтобы создать нестабильность в работе сервоосей, и как эту проблему можно решить.
• Основы определения размеров серводвигателей:отличная серия бесплатных онлайн-модулей электронного обучения, связанных с робототехникой, от Yaskawa America включает это видео, охватывающее основные концепции определения размеров двигателя, такие как пиковый крутящий момент, среднеквадратичный крутящий момент, коэффициент инерции , и скорость.
• Видео об инерции Robot Academy:бесплатная онлайн-версия Robot Academy Квинслендского технологического университета предоставляет несколько видеороликов, исследующих тему инерции в различных контекстах управления движением и робототехники.
• Основы определения размеров двигателя:инерция нагрузки:краткое руководство по теме инерции от ведущего производителя двигателей Oriental Motor.
• Онлайн-калькулятор коэффициента инерции:Destaco предоставила полезный онлайн-инструмент, предназначенный для помощи в вычислении коэффициентов инерции.
• Понимание отношения инерции и его влияния на производительность машины:отличный технический документ от Mitsubishi Electric, в котором объясняются основы отношения инерции и опасности следования грубым практическим правилам при определении размеров двигателей.
• Решения для уменьшения резонанса шагового двигателя:знаете ли вы, что, регулируя двигатель и / или изменяя инерцию нагрузки, можно уменьшить резонанс шагового двигателя? Дополнительную информацию можно найти в этой статье из архивов формата A3.