轉動慣量理論值怎麼算

在掃地機馬達選型的過程中，各種引數是非常的選擇是非常重要，比如額定電壓、轉速、功率、扭力等引數。慣量對於掃地機馬達選型有著重要的作用。

以旋轉運動為例在位置環、速度環與電流環的控制框架中，輸入側為位置指令，輸出微電機扭矩單位為Nm，在這個過程當中，位置給定與位置誤差，當量單位為rad，與位置環增益相乘，計算的結果給定到速度環，單位為rad/s也就是1/s，所以位置環增益的當量單位為1/s，那麼速度給定和速度誤差單位也為1/s，那麼掃地機馬達最後的轉速輸出Nm轉換是怎樣的呢？

掃地機器人

微電機的轉矩當量為Nm，它是力（N）與長度（m）的乘積，就是1N=1kgm/s2，那麼1Nm=1kgm/s21。m，也就是1kgm2/s2，如要從前面的速度單位“1/s”運算到這個轉矩的單位“kgm2/s2”，那麼需要和兩個當量單位相乘，一個是1/s這個和時間頻率相關，它是速度環增益的單位，另外一個kgm2即是慣量的單位，是從電流環給定到微電機扭矩輸出的傳遞係數。

掃地機馬達速度環與位置環的增益係數全部都是以1/s為單位的頻率值，它們反映了驅動器對速度與位置的動態響應能力，電流環給定到微電機扭矩輸出的傳遞係數的是與慣量單位一樣的。

掃地機馬達

掃地機馬達控制環的運算過程

（1）在位置環中將位置指令值求了一次導，而得出軸當前的速度指令，自然位置環增益係數單位是1/s；

（2）在速度環中將速度指令值再求一次導，從此得出軸當前的加速度指令，自然速度環增益的係數單位也就是1/s，也就是從速度環輸出給到電流環的值，也就是軸的加速度值，單位就是1/s2，也就是牛頓第二定律中的加速度β。

有的角加速度值，要得出馬達的轉矩輸出，在牛頓的第二定律迴轉運動中有表達：

M＝Iβ

M：轉矩（Nm）

I：轉動慣量（kg·m2）

β：加速度（1/s2）

雖然電流環給定到掃地機馬達扭矩輸出的傳遞係數單位和慣量單位是一樣的，實際上這個係數則是運動系統的慣量。

微型直流電機

驅動器輸出給掃地機馬達的電流計算方法

計算方法與微電機的電流/扭矩比相關，在掃地機馬達轉速不變時微電機輸入的電流和輸出轉矩是成正比，它有一個固定的係數，這個係數是微電機本身的固有特性，在驅動器運算微電機輸出轉矩值後，只需要將這個係數相乘，就可以得出微電機的輸入電流。

這也就是為什麼微電機的驅動器要透過各種引數即透過反覆做微電機的特性測試評估的原因，都是考慮微電機特性更精準的把握。

掃地機馬達的運動系統在進行放大運算時，在控制環整定時，是從內環向外環方向整定的，然後才是速度環和位置環，加入無法有效地得出系統慣量值，那麼也無法整定出準確的速度環與位置環引數，無論是都需要計算出慣量值和電流環才可對微電機進行精確的選型。

以上就是有關慣量對於掃地機選型的重要性，更多有關微型直流電機資訊，請繼續關注天孚微電機。