伺服电机的惯量该如何计算选择呢？

　　现在伺服电机在自动化设备中的应用越来越广泛了，伺服电机的应用，能够的提高设备的精度，增加设备的柔性，简化设备的设计和制造。原来需要齿轮和凸轮的结构现在可以用伺服电机加软件控制替代。

　　我们在选择合适的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择。

　　对于扭矩的计算相对简单，只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩，选型的时候再适当放大，留些余量就可以了。

　　那么，惯量如何计算选择呢？

　　先说结论

　　动态性能“激进”的系统：要求跟踪性能好的位置随动系统，JL=0.8-1.2倍 Jm

　　动态性能“适度”的系统：一般伺服系统， JL=0.8-4.0倍 Jm

　　动态性能“保守”的系统：运动指令变化缓慢的伺服系统， 不需校验负载惯量，但是合适的负载惯量有助于减小速度波动。

　　JL 负载惯量；Jm 伺服电机惯量

　　概念

　　惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量，质量相对于转轴的分布有关。

　　（刚体是指 理想状态下的不会有任何变化的物体）

　　伺服电机的惯量指的是伺服电机转子本身的惯量。对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量，电机的动作会很不平稳。

　　一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速，停止的反应很快，高速往复性好，适合于一些轻负载，高速定位的场合。

　　中、大惯量的电机适用大负载，平稳要求比较高的场合。

　　理想情况，伺服驱动器对伺服电机的响应控制，最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一，最大不可超过五倍。

　　当负载惯量确实很大，机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时，需要选择大惯量电机。

　　惯量匹配和最佳传动比

　　伺服电机的基本功能就是将输入的电功率快速的转换为机械功率输出。功率转换的越快，伺服电机的快速性越好。

　　伺服系统中，从负载角度看，负载以最大的功率变化率将输入功率转换为输出功率。

　　当负载的转动惯量等于电动机的转动惯量。即“惯量匹配时”，负载的功率变化率最大，响应最快。

　　有时伺服电机和负载之间接有减速器，那么如何选择最佳减速比，使负载侧的功率变化率最大。

　　直接说结论：

　　最佳减速比 i=√（JL/（Jm·η））

　　也可以这样理解：减速机可以让伺服电机的转动惯量增加 i² 倍。（不考虑效率η）

　　i 减速比，JL 负载转动惯量，Jm 电机转动惯量，η 效率

　　伺服电机直接驱动丝杠做直线运动的情况，丝杠其实也起了减速机的作用。

　　根据惯量匹配，可推导出最佳导程：

　　λ=2π√（（Jm-Jq）/W）

　　λ 导程（m），Jm 电机惯量，Jq其他部分惯量（丝杠、连轴器等），W 负载运动部分的质量（kg）

　　这也只讲了结论，如果需要系统地学习伺服技术，还是需要买本书去仔细的研读。

原作者：剑鱼闯海