除了扭矩或速度外，在確定電機尺寸時還應考慮另一個因素。

你有沒有想過為什么賽車的車輪和輪胎與山地自行車不同?這是因為賽車使用更輕、更薄的車輪來提高性能。更輕、更薄的車輪降低了車輪的轉動慣量;讓它更容易兜售。在以毫秒為單位的比賽中，一點意味著很多。

什么是“慣性”?

慣性來自拉丁詞 iners ，意思是閑置或遲鈍。 慣性被定義為任何物理對象對其速度的任何變化的抵抗力。慣性越大，加速或減速的阻力越大。

什么是“負載慣量”?

負載慣性或慣性矩是任何物理對象從旋轉軸的角度對其速度的任何變化的阻力。對于旋轉負載，它是其質量與質量與軸的垂直距離的平方的乘積。負載慣量通常稱為“J”。

什么是“容許負載慣量”和“慣量比”?

電機無法驅動無限大的負載慣量。制造商通常會為電機提供允許的負載慣量或慣量比值，以幫助確定電機尺寸。 允許的負載慣量值是通常為交流和無刷電機提供的指南(示例在帖子末尾給出)。 慣量比s 通常是針對步進或伺服電機給出的，它們是通過將負載慣量總量(或反映的負載慣量，如果有齒輪)除以電機的轉子慣量來計算的。如果超過這些值，電機可能會失步、失速或振動。閉環電機可以處理比開環電機更大的慣性比。

示例：推薦的允許慣性比

請記住，這是一個安全準則，如果設置正確，可能會超過這些值。我記得和一個為賭場制造老虎機(帶杠桿的老式老虎機)的人交談過。他的團隊正在使用步進電機來旋轉氣缸，以確定您是否保留日常工作。通過正確的運動曲線、緩慢的加速和減速斜坡以及反復測試，他們能夠使用超過這些允許值的電機……大大超過了很多。

提示：如果您需要超過負載慣量比...

如何計算負載慣量?

讓我們看一些常見的例子，看看負載慣量是如何計算的。首先，慣性 (J) 的基本方程如下所示。

基本慣性 (J) 方程

不用擔心。這個公式有簡化的形式。下面顯示了針對實心圓柱體、空心圓柱體、矩形物體、偏心軸矩形物體和直線運動物體的五種常見載荷(物體)的五個不同簡化方程。

根據以下條件選擇適當的方程式：

運動中負載(物體)的形狀

旋轉軸(x 或 y)

提供的詳細信息(您有負載的重量嗎?)

例如，如果提供了重量，并且您正在計算圍繞其 x 軸旋轉的實心圓柱體，請使用下面的第一個方程式 ( Jx )(質量為“ m ”)。如果未提供重量，但您有負載的直徑、厚度和材料密度，則可以使用下面的第二個方程 ( Jx)計算負載慣量(密度為“ p ”)。

圓柱體或圓盤的慣性(從 x 或 y 軸開始)

空心圓柱的慣性(從 x 或 y 軸開始)

矩形物體的慣性(從 x 或 y 軸開始)

具有偏心軸的矩形物體的慣性

直線運動物體的慣性

測量單位

慣性單位通常以兩種方式使用，即 oz-in2 和 oz-in-sec2。前者包括重力，后者僅包括質量。理論上，慣性是質量的一個因素，所以它不應該包括重力，但實際上我們不能輕易地測量地球上的質量。

Oriental Motor 通常以 oz-in2 為單位提供慣量。然后，當我們計算加速扭矩時，我們將總慣性除以重力。

重力 = 386 英寸/秒2

oz-in2 = 基于重量的慣性

oz-in-sec2 = 基于質量的慣性

從 oz-in2 到 oz-in-sec2 的轉換

要完成這些計算，您可能需要一些額外的信息，例如材料密度來完成您的計算。這是計算物體重量所必需的。通過簡單的在線搜索可以找到更多內容。

示例：負載慣量計算

嘗試計算以下應用的負載慣量。您需要計算哪些部分?

您需要將電機驅動的所有組件的所有負載慣量值相加。這包括負載、皮帶和滾筒。您需要使用 2 個不同的方程式。

根據我們在 中學到的知識，這里是負載扭矩計算。 < >電機選型基礎知識第 1 部分 - 負載轉矩

處理大負載慣性?使用減速電機

如果您要處理大量的負載慣量，有一種簡單的方法可以按指數方式減小它。負載慣量按齒輪比的平方減小。結果值是反映的負載慣性，它是電機軸上的負載慣性(與齒輪箱軸上的負載慣性相反)。

如果您有興趣了解更多信息，請參閱此處的白皮書，其中討論了如何使用減速機來降低負載慣性。這是專門針對步進電機的。

< >白皮書：如何使用步進電機解決尺寸和重量增加的負載問題

在哪里可以找到“允許的負載慣量”?

現在您已經計算出您的總負載慣量值，您如何找到可以處理它的電機?

以下是BLE2 系列 200/400 W 無刷電機(來自我們的目錄)的允許負載慣量圖表示例。由于我們已經計算出每個傳動比的最大允許負載慣量值，因此您不必計算。 盡量不要超過這些值。如果超過這些值，電機可能仍會工作，但不能保證。

如果您沒有我們的目錄，我們還在網站上列出了允許的負載慣量值。

對于步進電機或伺服電機，允許的負載慣量值未公布，因此請使用推薦的慣量比指南。

這就是現在的負載慣性。請記住，負載慣量只是成功確定電機選型所需的三個計算之一(不要忘記扭矩和速度)。在下一篇電機選型基礎知識文章中，我將解釋負載慣性如何影響扭矩的另一個組成部分 -加速扭矩，這對于確定應用的總扭矩需求也很重要(這也是賽車比普通自行車更容易騎行的主要原因自行車)。

審核編輯：湯梓紅