對(duì)于一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，增益越高，系統(tǒng)就越靈敏，對(duì)指令的響應(yīng)就越快；但是過高的增益將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)伺服放大器來調(diào)整系統(tǒng)的增益，當(dāng)系統(tǒng)具有過沖小于5%和相移不超過90°的臨界阻尼時(shí)，系統(tǒng)就能在最大響應(yīng)和最小不穩(wěn)性之間獲得好的折中，安定時(shí)間就最小。MS.參今天與大家針對(duì)無刷直流永磁電機(jī)負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量的匹配問題進(jìn)行探討。

如何消除無效運(yùn)動(dòng)和柔量位移

在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，如果增加驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣量，則系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)低頻不穩(wěn)定；如果減小驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣量，則會(huì)出現(xiàn)高頻不穩(wěn)定。因此，系統(tǒng)慣量，尤其是負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量的匹配情況，除了影響系統(tǒng)的功率傳輸外，更是引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至不可控的諸多因素中的一個(gè)最重要的因素。

一般情況下，負(fù)載慣量是不易變化的，為了消除由于負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量之間的高度不匹配而在它們之間產(chǎn)生的無效運(yùn)動(dòng)和柔量位移，可以采取下列幾項(xiàng)措施：

1）首先采用合適的變速機(jī)構(gòu)，盡可能把負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量之間的不匹配度減到最小。

2）其次是提高機(jī)械系統(tǒng)的剛度。

3）在上述措施無效的情況下，可以采取增加電動(dòng)機(jī)軸上的慣量方法，盡可能把負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量之間的不匹配度減到最小。

如何通過電機(jī)選擇解決匹配問題？

在負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量之間的不匹配度最小化的過程中，電動(dòng)機(jī)的選用通常有兩種方案：

（1）選用低慣量電動(dòng)機(jī)

選用低慣量電動(dòng)機(jī)，將有利于減小總的系統(tǒng)慣量，從而系統(tǒng)可以獲得較高的加速度和較大的頻帶寬度；在加速性能最大化的同時(shí)，可以采用變速機(jī)構(gòu)把負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量之間的不匹配度最小化。但是，為了使負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)慣量匹配而采取最佳變速比方案的成本較高，有時(shí)還不一定能夠?qū)崿F(xiàn)。

（2）選用大慣量電動(dòng)機(jī)

在選用低慣量電動(dòng)機(jī)方案不能實(shí)現(xiàn)的情況下，有時(shí)采用具有同樣力矩等級(jí)的在轉(zhuǎn)軸上裝有飛輪的大慣量電動(dòng)機(jī)是最好的選擇，它能夠在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最高的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性之間提供一個(gè)合理的折中方案。

設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)上述原則，與配套件（外購）供應(yīng)商合作，在綜合分析可供采用的各個(gè)方案的可行性、系統(tǒng)性能和制造成本等情況的基礎(chǔ)上，做出合理的決策。