很多客戶反映在伺服電機系統(tǒng)選型及調(diào)試中，常常會碰到慣量問題!那么到底什么是“慣量匹配”呢?
1.根據(jù)牛頓第二定律：“進給系統(tǒng)所需力矩t = 系統(tǒng)傳動慣量j × 角加速度θ角加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性，θ越小，則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。由于馬達選定后最大輸出t值不變，如果希望θ的變化小，則j應(yīng)該盡量小。
2.進給軸的總慣量“j=伺服電機的旋轉(zhuǎn)慣性動量jm + 電機軸換算的負(fù)載慣性動量jl負(fù)載慣量jl由(以工具機為例)工作臺及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運動件的慣量折合到馬達軸上的慣量組成。jm為伺服電機轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機選定后，此值就為定值，而jl則隨工件等負(fù)載改變而變化。如果希望j變化率小些，則最好使jl所占比例小些。這就是通俗意義上的“慣量匹配”。
知道了什么是慣量匹配，山社電機分析發(fā)生這種現(xiàn)象的具體表現(xiàn)為：
1在伺服系統(tǒng)選型時，除考慮電機的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計算得知機械系統(tǒng)換算到電機軸的慣量，再根據(jù)機械的實際動作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機;
2在調(diào)試時(手動模式下)，正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前題，此點在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)由為突出(伺服慣量比參數(shù)為1-37，jl/jm)。這樣，就有了慣量匹配的問題!
那慣量匹配具體有什么影響又如何確定呢?
1.影響：傳動慣量對伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動態(tài)響應(yīng)都有影響，慣量大，系統(tǒng)的機械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會使系統(tǒng)的固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬，影響了伺服精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時有利，因此，機械設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。
2.確定：衡量機械系統(tǒng)的動態(tài)特性時，慣量越小，系統(tǒng)的動態(tài)特性反應(yīng)越好;慣量越大，馬達(如：步進電機)的負(fù)載也就越大，越難控制，但機械系統(tǒng)的慣量需和馬達慣量相匹配才行。不同的機構(gòu)，對慣量匹配原則有不同的選擇，且有不同的作用表現(xiàn)。
例如，cnc中心機通過伺服電機作高速切削時，當(dāng)負(fù)載慣量增加時，會發(fā)生：1).控制指令改變時，馬達需花費較多時間才能達到新指令的速度要求;2).當(dāng)機臺沿二軸執(zhí)行弧式曲線快速切削時，會發(fā)生較大誤差 。
1.一般伺服電機通常狀況下，當(dāng)jl ≦ jm，則上面的問題不會發(fā)生。
2.當(dāng)jl = 3×jm ，則馬達的可控性會些微降低，但對平常的金屬切削不會有影響。(高速曲線切削一般建議jl ≦ jm)
3.當(dāng)jl ≧3× jm，馬達的可控性會明顯下降，在高速曲線切削時表現(xiàn)突出
不同的機構(gòu)動作及加工質(zhì)量要求對jl與jm大小關(guān)系有不同的要求，慣性匹配的確定需要根據(jù)機械的工藝特點及加工質(zhì)量要求來確定。