惯性质量过滤实例详解

将上述机械的惯性加大的机械要素叫作飞轮。飞轮多用来储藏能量，这里用于吸收转动偏差，即在驱动系统的途中无法插入刚性低的传动带要素时，将非定常的转动成分用惯性力吸收。必须尽量在转动偏差（干扰）的发生点附近进行吸收、除去。

飞轮的设计如下：在图2.12.9a中，加变动载荷力矩T于轴，此轴由驱动力矩T_av驱动。此时，运行中当载荷力矩比驱动力矩大时，不足的部分由飞轮供给，且转速下降。

另一方面，当驱动力矩比载荷力矩大时，飞轮的转速上升。在图中考虑力矩的关系，J为惯性矩，ω为角速度，则有

将ωdt=dθ代入得

在一个运行周期中的任意两点A、B积分，有

右边表示由飞轮供给的能量，这里表示为E）。A、B两点之间E为最大值的点有下式，见图2.12.9b。

图2.12.9 飞轮计算模型

a）飞轮模型 b）在1个周期中载荷力矩与角速度的变动

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即E_max为从飞轮供给能量为最大的一个周期中两点之间的积分。现在，在载荷力矩模型化的图2.12.9b中，用载荷力矩比T_av大的E₂、E₄表示从飞轮向轴供给的能量，E₁、E₃、E₅的能量是从驱动源向飞轮注入的能量，由于它们的作用使转速恢复。这个例子考虑A、B两点，因为这是比其他任意两点间的能源供给值都要大的区间，这两点间最大能量供给量E_max表示为

假定ω_max、ω_min从由给定载荷力矩、驱动力矩曲线开始求得E_max，从式（2.12.14）求得飞轮的惯性矩J。

实际的计算中将下式定义为角速度变化系数

将下式定义为平均角速度

则有

δ值根据机械不同而不同，直接传动的电动机在0.002以下，一般的机床在0.03左右。但是更高精度的机械，如激光磁盘原盘记录装置等，必须采用积极的控制以实现高的旋转精度。

【系4】如果使用飞轮作为过滤要素，在相当程度上可以吸收、除去旋转误差。