關于伺服加速時間下限的問題

Miles_chen

請教下，關于 伺服的加速問題：
對純轉動——旋轉分度，選用 伺服+中空平臺，因為摩擦力很小，暫時做忽略
那么負載的轉動慣量 和 加速度，就決定了 電機的選型（當然，也要看分度時間 和 負載/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，能帶動的負載會差異非常大！

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

當然，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，針對垂直負載，因為負載及重力，所以除了 加速之外，一般都要求 負載的扭矩占用不低于30%
所以針對垂直負載，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：當電機達到穩定轉速以后，繞組會因為切割磁感線產生一個穩定的反電動勢，這個反電動勢與繞組自身內阻產生的壓降之和，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到額定電壓，但是繞組的反電動勢是隨著轉速的增加而慢慢增加的，在剛啟動的瞬間，轉速為零，則反電動勢也是零，此時繞組電壓除以繞組內阻就是這一瞬間的電流，當轉速開始增加以后，反電動勢開始逐漸增加，繞組電流則開始逐漸減小，直到轉速穩定，繞組電流達到額定電流
從上面的說明就可以看出來，啟動時間當然是越短越好，否則繞組機會有過熱燒毀的風險，這也是為什么大功率電機會限制每小時的啟動次數的原因

未來第一站

1.有一條是確定的，受電機本身電磁特性及結構特征限制無疑。

Miles_chen

未來第一站 發表于 2017-3-31 09:29
1.有一條是確定的，受電機本身電磁特性及結構特征限制無疑。

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 調伺服參數的，他們都不懂，都只知道通常設置的脈沖頻率而已……網上查的也都是  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的優點，而顯擺強勢。久而久之就成了權威不可逾越了吧。

xiaobing86203

因為伺服電機響應頻率比較快，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，控制器參數決定最大加速時間。

Miles_chen

xiaobing86203 發表于 2017-3-31 11:33
因為伺服電機響應頻率比較快，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 ...

選型計算我自認為很了解了，就是太了解，才不知道為什么默認的加速度 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
只要后續角速度都能到指定的轉速就行，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，控制器參數決定最大加速時間。

能否再詳細點，控制器的參數是…… 大概是哪一項參數……網上直接搜索，“驅動器 最長加速時間設定”，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. 加減速時間是根據功能來的，比如你要求在0.2秒內旋轉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，因為負載會波動，計算有誤差，等等。。。因此我不認為加減速時間有下限，而應該視應用而定。
2. 加減速的上限也只是在負載和電機已經選定的情況下才會有的一個值，因此拋開應用談參數，我認為沒有意義。
3. 關于先有雞還是先有蛋的問題：我認為應該先有需求，比如加減速要求，節拍要求，再根據這個要求設計模型，模型確定，負載也就確定了，然后根據加減速要求和負載選擇電機。中間可能會發現電機選不出來從而更改設計，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，自然默認是在不頻繁啟動，或者 運轉時轉速慢的條件下：
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°，所需的盤面轉速 6.25rpm
而如果以0.1s的加速時間來計算，所需的盤面轉速 5.2rpm
就是說，加速時間對于所需轉速影響不大。

但是如果減速比不變，加減速時間，對應所需的電機扭矩 就會相差6倍。


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