?慣量對于掃地機微型直流電機選型的重要性

在掃地機馬達選型的過(guò)程中，各種參數是非常的選擇是非常重要，比如額定電壓、轉速、功率、扭力等參數。慣量對于掃地機馬達選型有著(zhù)重要的作用。

以旋轉運動(dòng)為例在位置環(huán)、速度環(huán)與電流環(huán)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(gè)過(guò)程當中，位置給定與位置誤差，當量單位為rad，與位置環(huán)增益相乘，計算的結果給定到速度環(huán)，單位為rad/s也就是1/s，所以位置環(huán)增益的當量單位為1/s，那么速度給定和速度誤差單位也為1/s，那么掃地機馬達最后的轉速輸出Nm轉換是怎樣的呢？

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微電機的轉矩當量為Nm，它是力（N）與長(cháng)度（m）的乘積，就是1N=1kgm/s2，那么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(gè)轉矩的單位“kgm2/s2”，那么需要和兩個(gè)當量單位相乘，一個(gè)是1/s這個(gè)和時(shí)間頻率相關(guān)，它是速度環(huán)增益的單位，另外一個(gè)kgm2即是慣量的單位，是從電流環(huán)給定到微電機扭矩輸出的傳遞系數。

掃地機馬達速度環(huán)與位置環(huán)的增益系數全部都是以1/s為單位的頻率值，它們反映了驅動(dòng)器對速度與位置的動(dòng)態(tài)響應能力，電流環(huán)給定到微電機扭矩輸出的傳遞系數的是與慣量單位一樣的。

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掃地機馬達控制環(huán)的運算過(guò)程

（1）在位置環(huán)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(huán)增益系數單位是1/s；

（2）在速度環(huán)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(huán)增益的系數單位也就是1/s，也就是從速度環(huán)輸出給到電流環(huán)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，在牛頓的第二定律回轉運動(dòng)中有表達：

M＝Iβ

M：轉矩（Nm）

I：轉動(dòng)慣量（kg·m2）

β：加速度（1/s2)

雖然電流環(huán)給定到掃地機馬達扭矩輸出的傳遞系數單位和慣量單位是一樣的，實(shí)際上這個(gè)系數則是運動(dòng)系統的慣量。

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驅動(dòng)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(guān)，在掃地機馬達轉速不變時(shí)微電機輸入的電流和輸出轉矩是成正比，它有一個(gè)固定的系數，這個(gè)系數是微電機本身的固有特性，在驅動(dòng)器運算微電機輸出轉矩值后，只需要將這個(gè)系數相乘，就可以得出微電機的輸入電流。

這也就是為什么微電機的驅動(dòng)器要通過(guò)各種參數即通過(guò)反復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(dòng)系統在進(jìn)行放大運算時(shí)，在控制環(huán)整定時(shí)，是從內環(huán)向外環(huán)方向整定的，然后才是速度環(huán)和位置環(huán)，加入無(wú)法有效的得出系統慣量值，那么也無(wú)法整定出準確的速度環(huán)與位置環(huán)參數，無(wú)論是都需要計算出慣量值和電流環(huán)才可對微電機進(jìn)行精確的選型。

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