- Was sind Trägheit und Trägheitsverhältnis?
Das Massenträgheitsmoment des Läufers (oft auch einfach als „Läuferträgheit" bezeichnet) ist ein Maß für den Widerstand des Motorläufers gegen Änderungen der Drehzahl. Es ist ein entscheidender Parameter, der das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten des Motors direkt beeinflusst. Daher ist es bei der Auswahl eines Servomotors unerlässlich, das Massenträgheitsmoment des Läufers zu berücksichtigen, da es die Leistung und Betriebsstabilität unmittelbar beeinflusst. Den Wert des Massenträgheitsmoments des Läufers finden Sie im Datenblatt des Motors. StepperOnline bietet Servomotoren in verschiedenen Trägheitsklassen an. Bitte entnehmen Sie den Wert des Massenträgheitsmoments des Läufers dem jeweiligen Datenblatt des Motors.
Das Lastträgheitsverhältnis ist das Verhältnis der gesamten Lastträgheit (bezogen auf die Motorwelle) zum eigenen Massenträgheitsmoment des Motorläufers. Das Lastträgheitsmoment repräsentiert die Trägheit der vom Motor angetriebenen mechanischen Last. Je größer das Lastträgheitsmoment, desto schlechter ist das Ansprechverhalten des Systems. Ist die Lastträgheit übermäßig hoch, kann dies zu instabilen Bewegungen und Vibrationen führen. Das zulässige Lastträgheitsverhältnis wird durch die Spezifikation der zulässigen Lastträgheit des Servomotors begrenzt und kann je nach Betriebsbedingungen des Servosystems variieren.
Wird der Motor über das zulässige Lastträgheitsmoment hinaus betrieben, kann während der Verzögerung eine Überspannungsmeldung auftreten. Darüber hinaus kann eine generatorische Überspannungsmeldung auftreten, wenn die generatorische Energie die Kapazität des integrierten Bremswiderstands überschreitet. Wird eine solche Meldung ausgelöst, können Sie eine der folgenden Maßnahmen ergreifen:
● Drehmomentbegrenzungswert reduzieren ● Verzögerungszeit erhöhen (Verzögerungsrate verringern) ● Maximaldrehzahl reduzieren ● Wenn die Meldung nach Anwendung der oben genannten Maßnahmen weiterhin auftritt, ist ein externer Bremswiderstand erforderlich
- Wie wählt man das passende Trägheitsverhältnis?
Es gibt zwei Methoden zur Bestimmung des Lastträgheitsverhältnisses:
● Manuelle Berechnung: Hierbei werden Masse und Geometrie jeder Komponente im System berechnet, um die gesamte Lastträgheit zu ermitteln. Diese Methode ist jedoch arbeitsaufwendig, und bei komplexen Servosystemen kann es schwierig sein, das korrekte Lastträgheitsverhältnis genau zu berechnen.
● Automatische Trägheitsidentifikation: Die am häufigsten verwendete Methode ist die automatische Identifikation über die Trägheits-Auto-Tuning-Funktion des Servoreglers. Während des Identifikationsvorgangs steuert der Regler den Servomotor an, mehrere Male in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu drehen, um das passende Lastträgheitsverhältnis zu ermitteln. Alle derzeit von StepperOnline verkauften Servoregler unterstützen diese Funktion.
Bitte beachten Sie, dass die Verfahren zur Trägheitsidentifikation bei den verschiedenen Serien der StepperOnline-Servoregler unterschiedlich sind. Lesen Sie vor der Durchführung die detaillierten Anweisungen zur Trägheitsidentifikation im Benutzerhandbuch des Reglers sorgfältig durch.
Üblicherweise liegt das empfohlene maximale Lastträgheitsverhältnis bei etwa 30:1 (wie in der Abbildung dargestellt). Wenn Ihre Systemlast diese Obergrenze überschreitet, wird empfohlen, ein Untersetzungsgetriebe hinzuzufügen, um die auf die Motorwelle bezogene Lastträgheit zu verringern. Die auf die Motorwelle bezogene Lastträgheit wird um das Quadrat des Übersetzungsverhältnisses reduziert. Gleichzeitig wird unter Berücksichtigung der Auswirkungen des Getriebes auf die Motordrehzahl empfohlen, ein Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 5:1 oder 10:1 zu wählen, wodurch ein geeignetes Trägheitsverhältnis erreicht werden kann, ohne die Ausgangsdrehzahl übermäßig zu reduzieren.