转速比
转速比(zhuǎn sù bǐ)
机械的传动结构中,两个传动构件的转动速度之比。也叫传动比或速比。
实际应用
1.知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式:减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数
2.知道扭矩和减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式:电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数
就是带负载和空载时的阶越响应达到稳态的时间。带负载时就是机械时间常数,不带负载就是电机时间常数。这和PID参数设置也有关系。
伺服电机的机械时间常数根据定义:tm = R*J/Ke*Kt,即与绕组电阻、转子转动惯量、电机反电势系数、电机力矩系数有关。据说拖动电机的机械时间常数与空载从零速加速到平衡转速的63.2%所需的时间相当。在伺服系统中,该常数可能与系统的速度环阶跃响应时间在数量上相当。
伺服电机的电气时间常数一般是指定子绕组的电感与电阻的比值(te=L/R),与伺服系统的电流阶跃响应时间有关,但未必相当。
(已编辑修改)
"伺服电机的电气时间常数一般是指定子绕组的电感与电阻的比值,与伺服的电流阶跃响应时间有关,但未必相当。"
没学过电机原理,看来我概念不清。不过实践中,一般都做个速度阶跃响应,通过观察达到最大速度的时间来决定运动控制器最大加速度设定,以免出现跟踪偏差过大。我觉得大多数应用,伺服都设在速度或位置模式。力矩模式相对用的比较少。
按你的说法,伺服驱动器设在力矩模式,给个阶跃信号才是测电机时间常数的正确办法?这个时间常数和我设定运动控制参数(加减速度)怎样关联呢?
PID参数不同好像时间常数也不同(基于速度阶跃响应),是否能说“电流阶跃响应”是电机本身特性,与PID设定无关呢?
谢谢!
准确地讲,两个常数在定义和概念上只和电机本身的特性有关,加上驱动后的外特性与之相关,但不直接,因此才会有PID参数不同,加速能力不同的现象和问题,这是电机加驱动构成伺服系统后的响应问题,而不是电机本身的特性。
另外,需要注意的是,电机的反电势系数Ke与力矩系数Kt之间的关系,在直流伺服电机中Kt=9.55*Ke,其中Kt的单位是Nm/A,Ke的单位是V/rpm,当Ke和Kt同为国际单位制时,Ke=Kt。这一点与永磁交流
伺服电机中Ke与Kt的关系稍有差别,多数企业的永磁交流伺服电机手册中如果同时给出Ke和Kt,则一般Kt=9.55*Ke*1.732,当Ke和Kt同为国际单位制时,Kt与Ke之间差1.732倍(即:根号3倍),原因在于Ke一般会以线反电势的形式给出。
有些供应商不舍得提供Ke和Kt参数,好在力矩系数Kt可以根据额定力矩和额定电流导出,导出力矩系数后,就可以根据Kt=9.55*Ke*1.732间接导出线反电势系数Ke了,即:
Ke=0.1047*Kt/1.732,单位V/rpm;
或者:Ke=104.7*Kt/1.732,单位V/Krpm,或mV/rpm。
关于速度环增益的自动计算,本人仅略知皮毛,还是根据一些日系伺服说明书和教科书推测的,简单说一下,偏颇之处请见谅。
根据常见的速度环PI调节器设计方法,简化控制对象模型后,速度环比例增益正比于f*J/Kt,之中f相当于速度环的截止频率,取值范围从数十Hz到数百Hz不等,J为折算到电机轴上的总惯量,Kt为转矩系数。一些日系伺服中所谓增益自适应中常用的一种方法,就是通过参数设定自适应的刚度,即f,多数都会提供一个对照表,以供选择相应的截止频率(与机械系统有关),然后在反复加减速运行中,根据运动方程Te=J*a+TL+Tx(Te为电磁转矩,a为加速度,TL为负载转矩,Tx为其它)估算出总惯量J,从而计算出速度环的比例增益~
这种方法由于基于模型,并且采取了很多简化措施,所以应用中有不少限制,很多场合下实际效果并不理想~~
由于对此方面尚未进行深入研究,其它方法就不甚了解了~
根据常见的速度环PI调节器设计方法,简化控制对象模型后,速度环比例增益正比于f*J/Kt,之中f相当于速度环的截止频率,取值范围从数十Hz到数百Hz不等,J为折算到电机轴上的总惯量,Kt为转矩系数。”———初看没觉得有什么,回头看的确有启示意义!
“有些供应商不舍得提供Ke和Kt参数,好在力矩系数Kt可以根据额定力矩和额定电流导出,导出力矩系数后,就可以根据Kt=9.55*Ke*1.732间接导出线反电势系数Ke了。”
个人感觉力矩常数大部分还是由峰值力矩和峰值电流导出的,有些电机根据额定力矩和额定电流导出值和用峰值力矩和峰值电流导出值是一样的,不过好像大部分有些差别,这个可以多找些不同品牌电机验证的。虽然在电机的参数中力矩常数的单位是Nm/A,在驱动器配置参数的时候好像不少是Nm/Apk
Ke往往是由空载线反电势的均方根值导出;
Kt的导出相对复杂,毕竟伺服电机的出力存在目标温升下的额定力矩,目标温升下的堵转力矩,以及峰值力矩等等,欧美部分厂家甚至会给出不同目标温升的额定力矩和堵转力矩,不同供电电压下的额定力矩等等,而根据这些力矩导出的力矩系数必然存在差异。
所以说,Kt=9.55*1.732*Ke的关系式只是理论公式,可能与厂家给出的具体参数对不上,不过考虑铁损和粘滞摩擦等因素,由该公式从Ke导出的Kt有可能比厂家标定的Kt偏大一些。
转矩
科技名词定义
中文名称:转矩
英文名称:torsional moment
其他名称:扭矩(torque)
定义:作用在构件某截面上的力对过其形心且垂直于横截面的轴之力矩。
应用学科:机械工程(一级学科);机构学(二级学科);机构动力学(三级学科)
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
目录
可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2 ,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1
随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。
编辑本段转矩的类型
转矩可分为静态转矩和动态转矩。
静态转矩是指不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩,包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。
静止转矩的值为常数,传动轴不旋转;
恒定转矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的转矩;
缓变转矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为转矩值是不变的;
微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。
动态转矩是指随时间变化很大的转矩,包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的;过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程;随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。
根据转矩的不同情况,可以采取不同的转矩测量方法。
转矩单位
N·m
转速
目录
器,大多输出脉冲信号,只要通过频率电流转换就能与电压电流输入型的指针表和数字表匹配,或直接送PLC;频率电流转换的方法有阻容积分法、电荷泵法和专用集成电路法,前两种方法在磁电转速仪中也有运用。专用集成电路大都数是阻容积分法、电荷泵法的综合。目前常用的专用集成电路,
频率运算
在显示精度、可靠性、成本和使用灵活性上有一定要求时,就可直接采用脉冲频率运算型转速仪。
频率运算方法,有定时计数法(测频法)、定数计时法(测周法)和同步计数计时法。
定时计数法(测频法)在测量上有±1的误差,低速时误差较大;定数计时法(测周法)也有±1个时间单位的误差,在高速时,误差也很大。
同步计数计时法综合了上述两种方法的优点,在整个测量范围都达到了很高的精度,万分之五以上的测量转速仪表基本都是这种方法。