慣性是物體抵抗速度變化的阻力。為了確定物體的慣性，物體的質(zhì)量乘以它與旋轉(zhuǎn)軸距離的平方。人們熟悉的慣性演示是在冰上玩花樣滑冰。當(dāng)她手臂靠近身體旋轉(zhuǎn)時，她的質(zhì)量接近旋轉(zhuǎn)軸，她的旋轉(zhuǎn)速度很快。但當(dāng)她伸展手臂時，質(zhì)量與旋轉(zhuǎn)軸之間的距離會增加，使她的慣性變大，并使她以較慢的速度旋轉(zhuǎn)。
在機(jī)電系統(tǒng)中，電機(jī)和負(fù)載都有慣性，它們的慣性有多相似（或不同）會影響系統(tǒng)的性能。負(fù)載慣量與電機(jī)慣量之比是伺服電機(jī)選型的重要方面之一。
伺服電機(jī)慣量由制造商給出，而負(fù)載慣量是通過添加所有旋轉(zhuǎn)部件的慣量來計(jì)算的，這些轉(zhuǎn)動部件通常包括執(zhí)行器或驅(qū)動器（皮帶、滾珠絲杠、齒輪架和小齒輪）、外部負(fù)載和聯(lián)軸節(jié)。
為了使伺服電機(jī)在加減速過程中有效地控制負(fù)載，理論上電機(jī)和負(fù)載慣量應(yīng)相等。但是，1:1的慣性匹配很少實(shí)用或?qū)崿F(xiàn)。許多因素會影響給定應(yīng)用程序可接受的慣性比，但最重要的因素之一是系統(tǒng)中的遵從性或結(jié)束。機(jī)械部件不是完全剛性的，傳動系中的皮帶、聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱部件越多，系統(tǒng)就越符合要求。一般來說，柔度越高，轉(zhuǎn)動慣量比越小，電機(jī)應(yīng)能有效地控制負(fù)載。
雖然沒有確定最佳慣量比的公式，但一些電機(jī)尺寸指南規(guī)定慣量比應(yīng)為10:1或更低。較高的失配會導(dǎo)致電機(jī)消耗比需要更多的電流，從而降低效率并增加運(yùn)行成本。較高的比率也會增加共振，并可能導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)所需的速度和位置，對性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
如果慣性比太高，有兩種方法可以降低它：給系統(tǒng)增加一個齒輪箱，或者使用一個更大的電機(jī)。齒輪箱經(jīng)常用于皮帶傳動系統(tǒng)，以優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩。但是，由于齒輪比對負(fù)載的慣性有平方反比的影響，它們也可以顯著降低系統(tǒng)的慣性比。
降低慣性比的第二種方法是使用具有更大慣性的大電機(jī)。然而，從長遠(yuǎn)來看，這很少是一個有益的解決方案，因?yàn)楦蟮碾姍C(jī)成本更高，需要更多的扭矩來克服自身的慣性，消耗更多的能量，從而增加了系統(tǒng)的總擁有成本。
另一方面，不必要的低慣量比，甚至是“完美”的1:1匹配，都表明電機(jī)尺寸過大，導(dǎo)致不必要的成本和能耗。設(shè)計(jì)人員不應(yīng)追求完美的慣性比，而應(yīng)考慮到系統(tǒng)動力學(xué)和定位要求，并通過尺寸既不過大也不欠大的伺服電機(jī)，努力實(shí)現(xiàn)滿足這些要求的慣性匹配。
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