1.一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,包括:永磁同步电机(20)、磁粉制动器(1)、磁粉离合器(6)和惯量盘;所述的永磁同步电机(20)连接第一减速机(4),第一减速机(4)输出轴一端接磁粉制动器(1),另一端接磁粉离合器(6),磁粉离合器(6)通过轴与第二减速机(11)连接;
所述的惯量盘设置在支撑板(12)上,惯量盘包括转盘(15)、第三减速机(18)、小电机(19)、模组(14)和滑块(16),支撑板(12)通过立柱(10)支撑,转盘(15)设置在支撑板(12)上,第二减速机(11)通过推力球轴承(13)与转盘(15)连接;转盘(15)上设置有连接法兰(17),小电机(19)通过第三减速机(18)与连接法兰(17)连接,连接法兰(17)侧面设置有模组(14),模组(14)上设置滑块(16)。
2.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,所述的模组(14)设置两个,两个模组(14)对称设置。
3.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,所述的推力球轴承(13)为双向推力球轴承(13)。
4.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,所述的第一减速机(4)输出轴通过联轴器(5)与磁粉离合器(6)连接,联轴器(5)为刚性联轴器。
5.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,所述的磁粉制动器(1)安装在挡板(2)上,第一减速机(4)安装在减速机固定板(3)上,挡板(2)、减速机固定板(3)、磁粉离合器(6)、立柱(10)和第二减速机(11)均固定在底座(8)上。
6.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置,其特征在于,所述的磁粉制动器(1)、第一减速机(4)、磁粉离合器(6)和第二减速机(11)同轴设置。
7.一种基于权利要求1所述的永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置的控制方法,其特征在于,包括转矩突变、惯量突变和惯量渐变三种工作模式;
转矩突变工作模式是通过永磁同步电机(20)来控制磁粉制动器(1),当磁粉制动器(1)中的励磁线圈中有电流通过时,激磁电流与传递转矩呈正比例线性关系,通过控制磁粉制动器(1)中激磁电流的大小实现对负载转矩的控制,从而实现对转矩的突变;
惯量突变工作模式是通过磁粉离合器(6)的脱离和结合来实现对转动惯量盘的控制,当磁粉离合器(6)处于脱离状态时,离合器输出轴不连接负载,电机和离合器处于同步工作状态,通过控制磁粉离合器(6)脱离和结合,实现系统转动惯量的突变;
惯量渐变工作模式是当磁粉离合器(6)处于结合状态时,其输出轴接第二减速机(11)传递惯量,第二减速机(11)的输出端接惯量盘,转动惯量盘在水平面内做转动,模组(14)内滑块(16)做直线移动和水平转动,通过移动惯量盘内滑块(16),改变惯量盘的质量分布,改变系统转动惯量,实现系统惯量多方式渐变。
8.根据权利要求7所述的永磁交流伺服系统转矩惯量双可变装置的控制方法,其特征在于,惯量多方式渐变的实施步骤为:
通过转动惯量与质量的关系以及平行移轴原理,得到惯量盘的转动惯量关系式:
J(M)=J1+Jm; (1)
其中,J1为小电机(19)、第三减速机(18)、转盘(15)的惯量之和;Jm为滑块(16)的转动惯量,是滑块(16)位置与质量的函数;永磁同步电机(20)、第一减速器(4)和第二减速机(11)、磁粉离合器(6)、联轴器及其他部分的转动惯量为固定值,记为J2;
则伺服系统总的转动惯量J就是惯量盘的转动惯量J(M)和其他转动惯量J2的叠加,即:
J=Jm+J1+J2; (2)
通过改变滑块(16)的位置改变惯量盘的质量分布,从而改变滑块(16)的转动惯量Jm,达到改变系统总转动惯量J的目的。