伺服電機時間常數的簡易數字測試
張文海（成都電機廠610051）
1 引 言
伺服電機的機電時間常數通常采用對拖法測試，兩臺同型號電機對拖，一臺被試電機作驅動機，另一臺被驅動機作測速發電機，然后用光線示波器拍攝測速發電機的電壓上升曲線，通過作圖，便可求出被試電機的時間常數。這種方法雖然直觀，但拍攝作圖太繁瑣。為了省掉拍攝作圖的麻煩，設計了一種簡易數字式時間常數測試電路。
2電路原理
電路分三部分，如圖1所示，第一部分為10khz時鐘脈沖部分，經分頻，為測試提供一個周期為0. 1ms的標準時間脈沖。第二部分為計數器部分。它對時鐘脈沖部分提供的脈沖進行計數，計數的個數即代表時間。第三部分為控制器部分，它能對計數器部分進行自動控制。被試電機啟動時，使計數器開始計數。被試電機加速到穩定轉速的百分之63. 2時，自動將計數器關掉。計數器上記錄的時間除以2，即為被試電機的時間常數。具體工作過程：合上雙刀開關s一刀將計數器與時鐘脈沖接通，計數器開始計數。另一刀同步地將被試電機啟動，測速機開始對控制器輸入測速信號，當被試電機加速到穩定轉速的百分之63. 2時，由雙基極二級管v5作成的鑒幅器自動給出一個信號，觸發晶閘管3ct，3ct觸發后，計數器對地短路，關斷時鐘脈沖，達到計數目的，計數器上保留的數字，即為時間常數。
3線路的特點
3·1自動取樣
圖中r1、r2兩個電阻，組成一個百分之63.2分壓器。r1選6.32kω，r2選3.68kω，總阻值為r1+r2=10kω。這樣，當開關s2打在校位置時，分壓器提供給放大器的電壓，總是測速機全電壓的百分之63.2，與測速機穩定時的輸出電壓高低無關。
例如：假定測速機穩定時的輸出電壓為10v，經分壓器后輸出則為6. 32v,若測速機穩定輸出電壓變為iv，經分壓器后輸出電壓則為0. 632v。測速機穩定輸出電壓的高低，靠調節激磁電壓來保證。輸出由選定的控制器鑒幅電壓值決定，它有如下關系：u2為雙基極二極管峰點電壓，ul為測速機輸出電壓，k為放大器放大系數。操作時，s2打在校位置，合上開關sl，電機運轉，測速機發電，然后慢慢由零調高測速機激磁電壓，達到3ct剛剛觸發，此時分壓器的輸出電壓一定是測速機全電壓的百分之63. 2，自動取樣的優點就在這里。測試時，s2打在測位置，去掉了百分之63. 2分壓器，測速機輸出直接和放大器接通，當被試電機啟動，上升到穩定轉速的百分之63.2時，測速機的輸出電壓經放大后剛能將3ct觸發，因此時測速機的輸出電壓，等于校準時百分之63. 2分壓器輸出電壓。關斷計數器，指示燈hl亮。此后轉速、電壓上升到穩定值，因計數器此時已關掉，對它不起作用。
3·2 vs雙基極二級管鑒幅器
雙基極二級管有很穩定的峰點電壓，峰點電壓等于分壓比乘電源電壓，變換電源電壓便可變換峰點電壓。利用這個特點，便可作成一種方便簡單的鑒幅器，對放大器提供的電壓進行鑒幅，當輸入信號達到測速機穩定輸出電壓的百分之63. 2時，雙基極二極管bi的內阻突然減小輸出鑒幅信號。
3·3直接放大器和射極跟隨器
線路中采用了直接放大器，以達到交直流伺服電機測試共用。加放大器的目的，是因測速機的激磁阻尼，對被試電機的轉速影響較大，測速機激磁電壓升高，被試電機轉速則降低，從而影響時間常數變小，造成測試不準確。為了減小這種影響，測速機的激磁電壓應越低越好。但低激磁則會造成低輸出，而雙基極二級管的峰點電壓一般較高，雖然可以通過調低電源電壓來降低峰點電壓，但也不能降得太低，所以只有加放大器，才能保證鑒幅器的鑒幅要求。線路中還加了vl、v4兩級射極跟隨器，目的是進行隉抗變換，以使分壓器和鑒幅器不受影響，提高測試準確度。
3.4晶閘管3ct的應用
3ct的應用簡化了計數器門電路。一個3ct，便是一個計數門。3ct觸發，計數器輸入端對地短路，封閉了輸入端，計數脈沖無法再進入。同時，計數脈沖亦通過負載電阻ri對地短路。圖中hl為關斷指示燈，s3為復位按鈕，按動s3便會恢復到重新測試狀態。
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