无刷电机转动惯量和制动力矩计算（3）

无刷电机转动惯量和制动力矩计算（3）

(2010-02-27 16:47:19)

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标签： 无刷电机 转动惯量 制动力矩 简易定位 校园

分类： 无刷电机

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 kg m^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 kg m^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 kg m^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 kg m^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。