Valor razonable de la relación de inercia de carga del servomotor

- Dec 20, 2018-

Valor razonable de la relación de inercia de carga del servomotor

El momento de inercia es una medida de la inercia (la característica de que el objeto giratorio mantiene su movimiento circular uniforme o reposo) cuando el cuerpo rígido gira alrededor del eje y está representado por la letra I o J. El papel del momento de inercia en dinámica de rotación es equivalente a la masa en dinámica lineal, que puede entenderse visualmente como la inercia de un objeto para el movimiento de rotación. El momento de inercia no tiene una influencia significativa en la precisión, estabilidad y respuesta dinámica del sistema de servo. En la aplicación del sistema servo, la relación entre la inercia de la carga convertida en el eje del motor y la inercia del motor no puede ser demasiado grande, y el valor debe ser razonable. De lo contrario, el sistema generalmente habrá oscilaciones e incluso pérdida de control. Pero, ¿por qué necesita un índice de inercia adecuado y este índice de inercia recomendado es razonable en la práctica? Estos son los problemas que los ingenieros a menudo encuentran confundidos.

1. Análisis de idoneidad de la relación de inercia de la carga del servomotor.

1.1 Ajuste de inercia: transferencia de potencia óptima y aceleración máxima

Todos los sistemas mecánicos tienen un grado de resiliencia (es decir, la rigidez es infinitamente infinita), mientras que algunos sistemas mecánicos tienen retroceso. Cuando cualquiera de estos dos tipos alcanza un cierto nivel, el rendimiento de respuesta del sistema será extremadamente bajo. Por lo tanto, el problema que puede causar el llamado desajuste de inercia es en realidad debido a una rigidez mecánica insuficiente, y puede haber un problema de inestabilidad de movimiento que puede ocurrir debido a una gran elasticidad o reacción. En el sistema servo, la cantidad de movimiento que necesitamos controlar es la posición o la velocidad del extremo de la carga, pero en realidad, la posición o la señal de velocidad detectada por el dispositivo de realimentación montado en el motor se usa en lugar de la cantidad de control de carga objetivo , y debido a la rigidez limitada, esto Bajo ciertas condiciones, especialmente cuando la relación de inercia es demasiado grande, la probabilidad de inestabilidad ocurrirá con una gran probabilidad.

Para mejorar la rápida respuesta del sistema, primero es necesario aumentar la frecuencia de resonancia de los componentes de transmisión mecánica, es decir, aumentar la rigidez de los componentes de transmisión mecánica y reducir la inercia de los componentes de transmisión mecánica. En segundo lugar, al aumentar el voltaje de amortiguación y reducir el pico de resonancia, también es posible crear condiciones para mejorar la respuesta rápida. En muchas aplicaciones de equipos, es común que los componentes de transmisión mecánica sean insuficientemente rígidos y excesivamente inertes. Por lo tanto, la inercia de las partes móviles debe reducirse tanto como sea posible mientras se satisface la resistencia y la rigidez de los componentes.

Para un motor particular, si se usa un mecanismo de reducción de velocidad, la inercia de la carga que se reduce al eje del motor coincide con la inercia del motor (la inercia de la carga es igual a la inercia del motor, es decir, la relación de inercia es 1), ignorando el aumento de la inercia del reductor y, en caso de pérdida de eficiencia, el sistema puede lograr la mejor transmisión de potencia y obtener la aceleración máxima de la carga, que es el significado de la coincidencia de inercia. Una interpretación similar también está disponible en [5].

Sin embargo, es costumbre en China reemplazar el concepto de "relación de inercia adecuada" por el concepto de "coincidencia de inercia". En el estudio de la relación de inercia extranjera, el concepto de "coincidencia de inercia" básicamente no se menciona, pero se menciona el concepto de "Desajuste de inercia". Por ejemplo, en la literatura [2], [3], [4], basado en el hecho de que la mayoría de las aplicaciones de sistemas servo son "desajuste de inercia", se estudia cómo lograr una respuesta rápida del sistema servo sin problema de inestabilidad.


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