伺服电机时间常数的简易数字测试
张文海(成都电机厂610051)
1 引 言
伺服电机的机电时间常数通常采用对拖法测试,两台同型号电机对拖,一台被试电机作驱动机,另一台被驱动机作测速发电机,然后用光线示波器拍摄测速发电机的电压上升曲线,通过作图,便可求出被试电机的时间常数。这种方法虽然直观,但拍摄作图太繁琐。为了省掉拍摄作图的麻烦,设计了一种简易数字式时间常数测试电路。
2电路原理
电路分三部分,如图1所示,第一部分为10khz时钟脉冲部分,经分频,为测试提供一个周期为0. 1ms的标准时间脉冲。第二部分为计数器部分。它对时钟脉冲部分提供的脉冲进行计数,计数的个数即代表时间。第三部分为控制器部分,它能对计数器部分进行自动控制。被试电机启动时,使计数器开始计数。被试电机加速到稳定转速的百分之63. 2时,自动将计数器关掉。计数器上记录的时间除以2,即为被试电机的时间常数。具体工作过程:合上双刀开关s一刀将计数器与时钟脉冲接通,计数器开始计数。另一刀同步地将被试电机启动,测速机开始对控制器输入测速信号,当被试电机加速到稳定转速的百分之63. 2时,由双基极二级管v5作成的鉴幅器自动给出一个信号,触发晶闸管3ct,3ct触发后,计数器对地短路,关断时钟脉冲,达到计数目的,计数器上保留的数字,即为时间常数。
3线路的特点
3·1自动取样
图中r1、r2两个电阻,组成一个百分之63.2分压器。r1选6.32kω,r2选3.68kω,总阻值为r1+r2=10kω。这样,当开关s2打在校位置时,分压器提供给放大器的电压,总是测速机全电压的百分之63.2,与测速机稳定时的输出电压高低无关。
例如:假定测速机稳定时的输出电压为10v,经分压器后输出则为6. 32v,若测速机稳定输出电压变为iv,经分压器后输出电压则为0. 632v。测速机稳定输出电压的高低,靠调节激磁电压来保证。输出由选定的控制器鉴幅电压值决定,它有如下关系:u2为双基极二极管峰点电压,ul为测速机输出电压,k为放大器放大系数。操作时,s2打在校位置,合上开关sl,电机运转,测速机发电,然后慢慢由零调高测速机激磁电压,达到3ct刚刚触发,此时分压器的输出电压一定是测速机全电压的百分之63. 2,自动取样的优点就在这里。测试时,s2打在测位置,去掉了百分之63. 2分压器,测速机输出直接和放大器接通,当被试电机启动,上升到稳定转速的百分之63.2时,测速机的输出电压经放大后刚能将3ct触发,因此时测速机的输出电压,等于校准时百分之63. 2分压器输出电压。关断计数器,指示灯hl亮。此后转速、电压上升到稳定值,因计数器此时已关掉,对它不起作用。
3·2 vs双基极二级管鉴幅器
双基极二级管有很稳定的峰点电压,峰点电压等于分压比乘电源电压,变换电源电压便可变换峰点电压。利用这个特点,便可作成一种方便简单的鉴幅器,对放大器提供的电压进行鉴幅,当输入信号达到测速机稳定输出电压的百分之63. 2时,双基极二极管bi的内阻突然减小输出鉴幅信号。
3·3直接放大器和射极跟随器
线路中采用了直接放大器,以达到交直流伺服电机测试共用。加放大器的目的,是因测速机的激磁阻尼,对被试电机的转速影响较大,测速机激磁电压升高,被试电机转速则降低,从而影响时间常数变小,造成测试不准确。为了减小这种影响,测速机的激磁电压应越低越好。但低激磁则会造成低输出,而双基极二级管的峰点电压一般较高,虽然可以通过调低电源电压来降低峰点电压,但也不能降得太低,所以只有加放大器,才能保证鉴幅器的鉴幅要求。线路中还加了vl、v4两级射极跟随器,目的是进行陧抗变换,以使分压器和鉴幅器不受影响,提高测试准确度。
3.4晶闸管3ct的应用
3ct的应用简化了计数器门电路。一个3ct,便是一个计数门。3ct触发,计数器输入端对地短路,封闭了输入端,计数脉冲无法再进入。同时,计数脉冲亦通过负载电阻ri对地短路。图中hl为关断指示灯,s3为复位按钮,按动s3便会恢复到重新测试状态。
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