无刷电机转动惯量和制动力矩计算3 转动惯量和力矩的关系

转动惯量和制动力矩的计算,对于定位控制而言,可以用于准确地预测起始减速点的位置,即不能让转子提前停止,也不能让残余惯性太大,突破电机的定位力矩。还要在减速的过程当中,依据测量的瞬时速度,对制动力矩进行局部调整,以应对有可能出现的外部干扰。

以下就是依据拖带额定负荷的定位试验所获得的制动距离,准确地计算出空载下起始减速点。

负荷转动惯量:钢盘内径25mm,外径52mm,重量0.127kg,转动惯量为 0.0000528 kgm^2

连轴节的转动惯量:连轴节,内径14mm,外径24mm,长度30mm,转动惯量为 0.000006755 kgm^2

总体惯量 = 负荷惯量+ 连轴节惯量 +转子惯量

总惯量= 0.0000528 + 0.00000676 +0.0000158 = 0.0000754 kgm^2

负荷的制动距离:

起始刹车点;20071 霍尔行程。定位点;20130 霍尔行程20130-20071=60霍尔行程

制动距离 =60霍尔行程/ (30霍尔行程/转)=2转

T= 2转/ 250转/60S = 2转×60S/250转=120S/250 =0.48S

刹车时间是0.48S

计算角加速度:

β=△ω/△t=500转/ 60秒/0.48S = 17.36r/s^2

根据 J=0.0000754 kg m^2 β=17.36r/s^2

M= J β = 0.0000754kg m^2 ×17.36r/s^2

= 0.00131kg m^2/s^2

至此获得待负荷情况下的制动力矩等于0.00131kg m^2/s^2

空载转动惯量=转子惯量+连轴节惯量

总惯量= 0.0000158 + 0.00000676 = 0.0000226 kgm^2

根据同样的制动力矩和空载转动惯量,求空载加速度

β= M / J = 0.00131kg m^2/s^2 / 0.0000226 kg m^2 = 58 rad /s2

△t = △ω/β=500转/ 60秒/ 58 rad /s2 =0.144s

S=250转/60 s × 0.144s = 0.6 rad

30 霍尔/ rad × 0.6 rad =18霍尔行程

计算结果和以前空载定位试验的制动距离是一致的,完全可以满足工程计算的要求。当然用户如果转动惯量不变,制动力矩不变,只是初始进入的速度发生变化,微电脑完全可以计算出相应变化的制动距离,就是我们期盼的(程序可以自行调节的)起始减速点。

因为博客的字数限制,删去部分计算过程。欢迎感兴趣的同行进行交流。

  

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