SA9923A-E HIEE450964R0001需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量

SA9923A-E HIEE450964R0001需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量

一、故障現(xiàn)象
現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警nrd，無法正常使用。
二、故障原因
控制回路或主回路母線電壓太低或速度反饋異常。
三、指導(dǎo)客戶現(xiàn)場(chǎng)解決辦法
1、控制回路母線電壓太低：使用萬用表，確認(rèn)控制回路（L1C、L2C）的電源電壓值是否過低。220V 等級(jí)驅(qū)動(dòng)器相間電壓低于198V、380V 等級(jí)驅(qū)動(dòng)器相間低于342V，會(huì)導(dǎo)致母線電壓過低。讀取控制回路母線電壓監(jiān)測(cè)值（H0B57），220V 等級(jí)驅(qū)動(dòng)器低于235V，380V等級(jí)驅(qū)動(dòng)器相間低于451V。
2、輸入電壓是否滿足要求。使用萬用表，確認(rèn)主回路（R、S、T）的電壓值或輸入電壓三相缺相。
3、母線電壓是否滿足要求。通過H0B-26 可查看驅(qū)動(dòng)器主回路母線電壓值與實(shí)測(cè)母線電壓是否一致；上電母線電壓是否過高或者過低，PN 電壓滿足下要求* (1 15%) * 2 * (1 10%) * 2 IN min ? ? PN ? IN max ? V V V 。
4、剛上電檢測(cè)速度反饋超過10rpm，確認(rèn)是否有反拖或者編碼器反饋異常H0B07。
5、接線異常。IS620P-SizeE 框架機(jī)器接線時(shí)，需要連接功率端子負(fù)母線短接片，否則會(huì)報(bào)警NRD，具體如下圖藍(lán)色標(biāo)記所示。

在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中，常會(huì)碰到慣量問題。其具體表現(xiàn)為：

在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)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(jī)；在調(diào)試時(shí)，正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提。此點(diǎn)在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出，這樣，就有了慣量匹配的問題。

什么是“慣量匹配”？

1、根據(jù)牛頓第二定律：“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩T = 系統(tǒng)傳動(dòng)慣量J × 角加速度θ角”。 加速度θ影響系統(tǒng)的動(dòng)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(shí)間越長(zhǎng)，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(dá)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(jìn)給軸的總慣量“J＝伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量JM ＋ 電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL。負(fù)載慣量JL由（以平面金切機(jī)床為例）工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。 JM為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機(jī)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”。

二、“慣量匹配”如何確定？

傳動(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有影響。 慣量大，系統(tǒng)的機(jī)械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會(huì)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(shí)有利，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。

衡量機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，慣量越小，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性反應(yīng)越好；慣量越大，馬達(dá)的負(fù)載也就越大，越難控制，但機(jī)械系統(tǒng)的慣量需和馬達(dá)慣量相匹配才行。 不同的機(jī)構(gòu)，對(duì)慣量匹配原則有不同的選擇，且有不同的作用表現(xiàn)。 不同的機(jī)構(gòu)動(dòng)作及加工質(zhì)量要求對(duì)JL與JM大小關(guān)系有不同的要求，但大多要求JL與JM的比值小于十以內(nèi)。一句話，慣性匹配的確定需要根據(jù)機(jī)械的工藝特點(diǎn)及加工質(zhì)量要求來確定。 對(duì)于基礎(chǔ)金屬切削機(jī)床，對(duì)于伺服電機(jī)來說，一般負(fù)載慣量建議應(yīng)小于電機(jī)慣量的5倍。

慣量匹配對(duì)于電機(jī)選型很重要的，同樣功率的電機(jī)，有些品牌有分輕慣量，中慣量，或大慣量。其實(shí)負(fù)載慣量最好還是用公式計(jì)算出來。常見的形體慣量計(jì)算公式在以前學(xué)的書里都有現(xiàn)成的（可以去查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）。 我們?cè)?jīng)做過一試驗(yàn)，在一伺服電機(jī)的軸伸，加一大的慣量盤準(zhǔn)備用來做測(cè)試，結(jié)果是：伺服電機(jī)低速時(shí)停不住，搖頭擺尾，不停地振蕩怎么也停不下來。 后來改為：在兩個(gè)伺服電機(jī)的軸伸對(duì)接加裝聯(lián)軸器，對(duì)其中一個(gè)伺服電機(jī)通電，作為動(dòng)力即主動(dòng)，另一個(gè)伺服電機(jī)作為從動(dòng)，即做為一個(gè)小負(fù)載。原來那個(gè)搖頭擺尾的伺服電機(jī)，啟動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、停止，運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常！

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