關(guān)于伺服加速時間下限的問題

Miles_chen

請教下，關(guān)于 伺服的加速問題：
對純轉(zhuǎn)動——旋轉(zhuǎn)分度，選用 伺服+中空平臺，因為摩擦力很小，暫時做忽略
那么負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量 和 加速度，就決定了 電機的選型（當(dāng)然，也要看分度時間 和 負(fù)載/電機 的慣量匹配來定減速比）

那么理論上說，加速度如果很小的情況下，同樣的電機，能帶動的負(fù)載會差異非常大！

所以 我一直很納悶，伺服的加速 除了受轉(zhuǎn)動慣量限制上限外（最短加速時間），下限有沒有什么限制參數(shù)？

當(dāng)然，我自己計算的時候，通常是以0.1s 或者是 10%的運動時間，來設(shè)定加速時間。
但是一直很好奇，為什么不能將加速時間拉長到1s，甚至10s…

我知道，針對垂直負(fù)載，因為負(fù)載及重力，所以除了 加速之外，一般都要求 負(fù)載的扭矩占用不低于30%
所以針對垂直負(fù)載，就容易定出電機扭矩了~

塵世天涯

我來回答一下這個問題吧
首先，對于伺服電機來說，加速時間并沒有下限，如果一定說有，那一定是來自應(yīng)用要求
因為，加速時間越長，電機所需輸出的扭矩就越小，而電機的扭矩是跟電流成正比的，也就是說負(fù)載確定的情況下，啟動時間越長，所需電流越小
那么啟動時間不能太長的說法是哪里來的呢？這是針對普通交流電機的。解釋這個問題需要明白繞組電流是怎么確定的：當(dāng)電機達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以后，繞組會因為切割磁感線產(chǎn)生一個穩(wěn)定的反電動勢，這個反電動勢與繞組自身內(nèi)阻產(chǎn)生的壓降之和，就等于繞組電壓。
電機剛啟動的時候，繞組兩端電壓瞬間就會達(dá)到額定電壓，但是繞組的反電動勢是隨著轉(zhuǎn)速的增加而慢慢增加的，在剛啟動的瞬間，轉(zhuǎn)速為零，則反電動勢也是零，此時繞組電壓除以繞組內(nèi)阻就是這一瞬間的電流，當(dāng)轉(zhuǎn)速開始增加以后，反電動勢開始逐漸增加，繞組電流則開始逐漸減小，直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，繞組電流達(dá)到額定電流
從上面的說明就可以看出來，啟動時間當(dāng)然是越短越好，否則繞組機會有過熱燒毀的風(fēng)險，這也是為什么大功率電機會限制每小時的啟動次數(shù)的原因

未來第一站

1.有一條是確定的，受電機本身電磁特性及結(jié)構(gòu)特征限制無疑。

Miles_chen

未來第一站 發(fā)表于 2017-3-31 09:29
1.有一條是確定的，受電機本身電磁特性及結(jié)構(gòu)特征限制無疑。

嗯  我知道 肯定不能無限長，很長的加速過程
但是問過了很多做電控 調(diào)伺服參數(shù)的，他們都不懂，都只知道通常設(shè)置的脈沖頻率而已……網(wǎng)上查的也都是  伺服恒流變壓，受電壓影響加速的上限…
有位資深的臺灣朋友倒是應(yīng)該知道，只是一直沒找到機會問他

面壁深功

”但是一直很好奇，為什么不能將加速時間拉長到1s，甚至10s…“
也許興起時，各個接觸的人群，為了突出它快速響應(yīng)的優(yōu)點，而顯擺強勢。久而久之就成了權(quán)威不可逾越了吧。

xiaobing86203

因為伺服電機響應(yīng)頻率比較快，0.1S能完成加減速的動作就沒有必要做成1S，你時間放長會不利于提高效率；上傳一個電機選型技術(shù)表格，能幫助樓主理解

希傲

伺服本身特性決定最小加速時間，控制器參數(shù)決定最大加速時間。

Miles_chen

xiaobing86203 發(fā)表于 2017-3-31 11:33
因為伺服電機響應(yīng)頻率比較快，0.1S能完成加減速的動作就沒有必要做成1S，你時間放長會不利于提高效率；上傳 ...

選型計算我自認(rèn)為很了解了，就是太了解，才不知道為什么默認(rèn)的加速度 下限都避而不談。
問題是 耽誤時間的是 角速度，而不是加速度——通常加速度的0.1~1s 對效率 基本算沒影響吧
只要后續(xù)角速度都能到指定的轉(zhuǎn)速就行，那才是影響效率的。不是頻繁啟動的場合。

但是0.1~1s的差異，對加速扭矩，影響就大了，10倍啊。

Miles_chen

希傲 發(fā)表于 2017-3-31 12:42
伺服本身特性決定最小加速時間，控制器參數(shù)決定最大加速時間。

能否再詳細(xì)點，控制器的參數(shù)是…… 大概是哪一項參數(shù)……網(wǎng)上直接搜索，“驅(qū)動器 最長加速時間設(shè)定”，出來全是最短時間 哎……

塵世天涯

大俠，你好，下面說一下我的理解，如果有錯誤，請指正

1. 加減速時間是根據(jù)功能來的，比如你要求在0.2秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)60度，那顯然加減速各0.1秒就是最低要求了（簡化算法，不考慮摩擦阻力造成的加減速時間差異），即便是啟動以后不停止的應(yīng)用，也是有啟動時間要求的。而選擇的電機需要滿足這個最低要求，并且最好有余量，因為負(fù)載會波動，計算有誤差，等等。。。因此我不認(rèn)為加減速時間有下限，而應(yīng)該視應(yīng)用而定。
2. 加減速的上限也只是在負(fù)載和電機已經(jīng)選定的情況下才會有的一個值，因此拋開應(yīng)用談參數(shù)，我認(rèn)為沒有意義。
3. 關(guān)于先有雞還是先有蛋的問題：我認(rèn)為應(yīng)該先有需求，比如加減速要求，節(jié)拍要求，再根據(jù)這個要求設(shè)計模型，模型確定，負(fù)載也就確定了，然后根據(jù)加減速要求和負(fù)載選擇電機。中間可能會發(fā)現(xiàn)電機選不出來從而更改設(shè)計，但是這個最原始的先后順序是定的

以上，是個人見解，供樓主參考

Miles_chen

塵世天涯 發(fā)表于 2017-4-1 08:34
大俠，你好，下面說一下我的理解，如果有錯誤，請指正

1. 加減速時間是根據(jù)功能來的，比如你要求在0.2秒 ...

可能我沒有表述清楚，這邊要討論的，自然默認(rèn)是在不頻繁啟動，或者 運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速慢的條件下：
以90°為例，定位時間3S；通常加減速占比10~20%，則加速時間就0.3~0.6s
那我們對比下：
加減速時間假定0.6s，那么要完成3s定位90°，所需的盤面轉(zhuǎn)速 6.25rpm
而如果以0.1s的加速時間來計算，所需的盤面轉(zhuǎn)速 5.2rpm
就是說，加速時間對于所需轉(zhuǎn)速影響不大。

但是如果減速比不變，加減速時間，對應(yīng)所需的電機扭矩 就會相差6倍。


至于減速比為什么不變——電機矩頻特性，可以覆蓋的轉(zhuǎn)速范圍很寬，所以減速比主要考慮慣量比來定就行了。