西門子中國(授權)一級代理商-廣東省潮州市

伺服電機在非標自動化行業中起著至關重要的作用，可提供對運動和定位的jingque控制。伺服電機的一個基本概念是慣量，這是一個明顯影響其性能的參數。

慣量是剛體繞軸旋轉的慣性的量度，旋轉慣量是表征剛體旋轉慣量大小的物理量，它與剛體的質量和質量相對于旋轉軸的距離有關。慣量的定義是質量乘以它與旋轉軸距離的平方。慣量的比較好理解的例子是冰上的花樣滑冰運動員，當她雙臂靠近身體旋轉時，她的質量接近她的旋轉軸，并且她的旋轉速度很快。但是當她伸展手臂時，她的質量與旋轉軸的距離會增加，使她的慣量變大，并導致她以較慢的速度旋轉。

在機電系統中，電機和負載都有慣量，它們的慣量相似（或不同）將影響系統的性能。負載慣量與電機慣量之比是伺服電機尺寸的Zui重要方面之一，對于電機的加速和減速非常重要，如果慣量匹配不當，電機的運動會非常不穩定。

JL= 負載慣量
JM= 電機慣量

伺服電機根據慣量高低分為高慣量和低慣量兩種：高慣量伺服電機比較大，扭矩大。適用于高扭矩，但不是非常快的往復運動。但是由于驅動器必須產生較大的反向驅動電壓來阻止這種大慣性高速移動到停止，因此會產生大量熱量。低慣量伺服電機是指電機扁平長，主軸慣量小，因此當電機用于高頻重復運動時，慣性小，產生的熱量也小。低慣量電機適用于高頻往復運動，但是，一般扭矩相對較小。

負載慣量是通過將所有旋轉部件的慣性相加來計算的，通常包括執行器或驅動器（皮帶、滾珠絲杠、齒條和小齒輪）、外部負載和聯軸器。

JL= 反射到電機的負載慣量
JD= 執行器或驅動器（滾珠絲杠、皮帶、齒條和小齒輪）的慣量
JE= 外部（移動）負載的慣量
JC= 耦合慣量

為了使伺服電機在加速和減速過程中有效和高效地控制負載，從理論上講，電機和負載慣量應該是相等的。但是1:1的慣量匹配很少能可實現。許多因素會影響給定應用可接受的慣量比，機械部件不是完全剛性的，傳動系統中的部件（皮帶、聯軸器和變速箱）越多，系統的柔性就越強。一般來說，柔性越高，慣量比應該越低，才能使電機有效地控制負載。

雖然沒有確定zuijia慣量比的公式，但一些電機規定慣量比應為5:1或更低。較高的失配會導致電機消耗的電流超過必要的電流，從而降低效率并增加運行成本。更高的比率也會增加諧振，并可能導致系統超過所需的速度和位置，從而對性能產生負面影響。

如果慣量比過高，有兩種方法可以降低它：在系統中增加齒輪箱，或使用更大的電機。齒輪箱經常用于皮帶驅動系統，以優化電機速度和扭矩。但它們也可以顯著降低系統的慣量比，因為傳動比對負載的慣量具有平方反比效應。

JG= 齒輪箱的慣性
i = 傳動比

降低慣量比的第二種方法是使用具有更高慣量的更大電機。然而，從長遠來看，這不是一個好的解決方案，因為更大的電機成本更高，需要更多的扭矩來克服自身的慣量，并且消耗更多的能量，這增加了系統的投資和運行成本。

一般來說，低慣量伺服電機具有良好的制動性能，啟動、加速和停止響應快，高速往復運動良好，適用于輕載和高速定位應用，如線性和高速定位機構。高慣量電機適用于大負載、平穩性要求高的電機，如圓周運動機構、機床等。