负载电机惯量比是伺服电机尺寸和性能的关键参数。正如我们在a中讨论的那样上一篇文章，在伺服系统中使用齿轮箱的最重要的影响之一是它有助于优化惯性比的能力。
为什么惯性比很重要
如果电动机惯性相对于负载惯量过低，则负载将主要试图“驱动”电机，导致过冲和共振。为了有效地控制负载，电机需要吸引比所需的更高电流，这降低了效率并提高了运营成本。
另一方面，如果电动机惯性相对于负载惯量过高，则电机超大，这意味着它比必要的更昂贵，并使用比应用所需的能量更昂贵。
在伺服系统中添加一个齿轮箱有助于实现所需的负载-电机惯性比。
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一个完美的1:1惯性比通常是不切实际的，在许多应用中是无法实现的。大多数应用程序在5:1,10:1，甚至在某些情况下100:1或更高的惯性比下运行良好。“最佳”惯性比取决于各种特定应用的因素，包括系统动力学(加速和减速)，所需的定位精度，以及可容忍的超调量和稳定时间。
大多数伺服尺寸指南推荐的惯性匹配的拇指规则目标是10:1或更少。但在现实中，“最佳”惯性比是特定于每个应用程序的，对于具有高动态和高精度要求的应用程序可能低于10:1，或者对于具有高反馈分辨率和快速响应时间以快速纠正错误和避免不稳定的应用程序可能远远高于10:1。
齿轮传动比如何影响惯性传动比
惯性比就是负载惯性除以电机惯性。
Jl=电动机反射的负荷惯性
J米电动机惯性
电机惯性由电机制造商提供，负载惯性包括电机必须运动的所有部件:皮带、皮带轮或螺旋传动系统、附加负载和联轴器。
JD=驱动(螺杆、皮带轮或执行机构)的惯量
JE=外部(移动)质量的惯量
JC=耦合的惯性
当添加一个齿轮箱时，负载的惯性被齿轮传动比的平方所减少:
齿轮传动比
请注意，齿轮箱的惯性是添加到负载惯性，如向右显示。
然而，齿轮箱惯性通常仅为整体载荷惯量贡献少量。而且，我们还没有选择一个变速箱，所以我们忽略了这项运动的齿轮箱惯性。
如果已知所需的惯性比，则可以使用减少的载荷惯量重新排列惯性比率方程来找到必要的齿轮比（J.l/我2）， 要得到：
例如，如果想要的惯性比J比，为5:1，电机惯性J米，0.1 kgcm2，负载惯性Jl，20 kgcm2，所需的齿轮比是：
因此，我们应该选择减少6：1或类似的齿轮箱，以便在负载和电动机之间达到5：1惯性比。
优化伺服系统性能的关键是找到提供所需性能的组件（电机，伺服放大器，机械驱动机构，反馈）和操作参数（惯量比，增益和调谐值，移动配置文件）的合适组合具有最高效率。而且最多高效的组合包括带有最低惯性的电动机，可以产生最大的加速，而不会导致系统变得不稳定，产生过多的过冲，或缩短精度要求。
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好的底漆。然而，虽然这是真实的变速箱惯性通常有最小的影响反映惯性电机，一些齿轮技术和不同的齿轮头结构方法导致更高的惯性比其他，特别是直角配置。所以应该考虑一下。另一个因素是变速箱的效率。不同的齿轮类型具有不同的效率值，有些齿轮的启动效率比连续运行时低得多。在高循环应用中，较低的启动效率将需要更多的电机扭矩为负载的每一个移动。虽然伺服电机可能有过剩的峰值容量，以克服暂时的效率损失，它可以影响性能，应该进行评估。更高的齿轮传动比可能是必要的，以增加机械优势。