伺服電動機機電時間常數的測試方法
毛鼎品 莫會成（西安微電機研究所）
1引 言
機電時間常數是伺服電動機的一個重要性能指標。理論上它是由電氣時間常數和機械時間常數所組成，但不是簡單的線性疊加關系，因而要從機電時間常數的測量值中，將兩者分開是很困難的。機電時間常數的測試方法很多，“電勢法”和“電流法”是普遍采用的方法。實踐表明，用這兩種方法測得的數據并不完全一致。通常在有關標準或產品技術條件中都規定，用“電勢法”或“電流法”測試時間常數時，電動機應處于空載起動過程，但實際使用中，有時需要在某種負載下測試．其結果又會怎樣呢？還有，實測的起動過程曲線有時出現振蕩現象，這種振蕩現象是在什么情況下發生，此時“電勢法和“電流法”兩種結果又有什么關系？本文通過“數值計算”求解伺服電動機機電時間常數測試過程中的微分方程，并進行討論。
2測試方法和原理
有關標準或產品技術條件規定，伺服電動機機電時間常數測試方法有電勢法和電流法。
2.1電勢法
電動機同軸帶測速發電機，由測速發電機所增加的負裁應盡量小。試驗時電動機空載，先加以額定勵磁電壓，然后將額定電樞電壓階躍式加入電樞兩端，用示波器攝取測速發電機電勢隨轉速變化的波形，從波形圖上求取對應電樞轉速從零加速到穩定空載轉速
2.2電流法
在電動機的電樞回路中串入合適的采樣電阻r（也可用量程合適的電流表內阻代替），采樣電阻對電樞回路電阻的影響應盡量小。試驗時電動機空載，先加以額定勵磁電壓，然后將額定電樞電壓階躍式加入串有采樣電阻的電樞回路兩端，用示波器攝取采樣電阻兩端電壓降（正比于電樞電流）隨轉速變化的波形，從波形圖上求取對應電樞轉速從零加速到穩定空載轉速的百分之63. 2所需的時間。典型的測試衄線如圖2所示。
3數值計算
3.1數學模型
無論是“電勢法”或“電流法”，當不考慮鐵耗電阻時，在機電時間常數的測試過程中，都滿足以下兩個方程，即
電壓平衡方程式
轉矩平衡方程式
kt和kt分別為電動機的反電勢常數和力矩常數。在mlvs單位制中將式(3)、(1)和(5)代入式(i)和(2)．則有
將以上兩式進行整理，并寫成矩陣形式
3.2計算實例
根據式(8)數學模型，用露一ⅳ法對某直流伺服電動機的起動過程進行數值計算。
電機參數
3.2.1計算類別
曲線并由所得曲線求取相應的機電時間常數t（電勢法）和r（電流法）。并由所得曲線求取相應的機電時間常數時起動過程的曲線，并由所得曲線求取相應的機電時間常數t和z。
3.2.2計算結果
根據三種計算類別計算所得數據繪制出曲線。由這些曲線得到的，電勢法、電流法和電樞電流上升到景大值的時間如附表所示
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