伺服電動機的轉動慣量和機電時間常數的測量
這里介紹伺服電動機的轉動慣量和機電時間常數的測量。
伺服電動機的機電時間常數和轉動慣量是表征動態響應快速性的重要指標。這些指標可以通過理論計算來得到，也可以通過試驗方法直接測量。下面介紹幾種測量電機的轉動慣量和機電時間常數的方法。
一、轉動慣量的測量
電機轉子的轉動慣量可以用多種方法進行測定，常用的有：
（一）落重法
把帶有軸承的電機轉子水平地放在V形架上，在軸伸端裝一滑輪，并在滑輪上繞有細線，細線的另一端掛一重量為G的落錘。利用落錘的自由下落，即可測量出轉子的轉動慣量。
當落錘的初速度為零，且略去軸承的摩擦力矩后、電機轉子和滑輪總的轉動慣量可由下式算出
式中 G —— 落錘重量 (N);
r —— 滑輪半徑 (m);
t —— 落錘下落的時間（s）;
g —— 重力加速度，g=9.81
;
h —— 落錘下落的距離 (m)。
由上式計算出的結果減去滑輪的轉動慣量，即為電機轉子的轉動慣量。
（二）雙線懸吊法、
把電機的轉子用兩根細線懸吊起來，如圖1所示。外施轉矩使轉子以軸線為中心扭轉一個小角度后，讓其自由擺動，則電機轉子的轉動慣量可由下式算出
式中 G —— 電機轉子的重量 (N);
r —— 懸線到轉子軸線的距離 (m);
l —— 懸線的長度 (m)；
f —— 電機轉子擺動的頻率 (Hz)。
圖1 雙線懸吊法測量電機轉子的轉動慣量
二、機電時間常數的測量
伺服電動機的機電時間常數是指：電機在空載時，電樞外施一階躍電壓，其轉速由零升到穩定轉速的63.2％時所需的時間。因此，測量伺服電動機機電時間常數的各種方法，無非就是要獲得電機在階躍電壓下空載起動時的轉速-時間曲線。
為了取得伺服電動機空載起動時的關系曲線，也可采用多種方法。下面介紹幾種常用的方法。
（一）示波器法
采用低慣量的測速發電機與伺服電動機同軸聯接，然后把測速發電機的輸出電壓送入長余輝示波器或存儲示波器中，即可顯示出伺服電動機起動時，測速發電機的輸出電壓波形。由于測速發電機的輸出電壓正比于電機的轉速，故所得波形即為轉速-時間關系曲線。
這種方法簡便易行，故被廣泛采用。但此法一般只適用于容量較大的伺服電動機，因為容量太小的伺服電動機帶上測速發電機后，整個機組的轉動慣量就比電動機本身的轉動慣量要大得多，會使測量結果產生較大的誤差。
（二）攝影法
對于容量很小的伺服電動機，為了解決測速發電機測量時產生的較大誤差，可以采用攝影法來取得轉速-時間的關系曲線。它的基本原理如下：
在電動機的軸上裝一個轉動慣量很小的小圓盤，并在圓盤上畫出一個記號，例如畫一條半徑線。用攝影機把電機起動過程中圓盤上所作記號的各個位置拍攝下來。也就是說，每隔一定時間記錄一次電機轉子的轉角位置。若攝影機每隔Δt時間拍攝一張片子，則起動后在拍攝第i張片子時電機的角速度為
這樣便可得到轉速-時間的關系曲線，
攝影機的拍攝速度越高，即Δt越小，結果也就越精確。這種方法不受電機容量的限制，可以通過單機直接測量。
（三）光電脈沖法
在電機軸上裝一個轉動慣量很小的圓盤，在圓盤上沿圓周方向均布一排小孔。圓盤的一側放置光源，而另一側放置光電管作為光信號的接收元件。當光線穿過小孔射到光電管時，光電管便產生一個輸出脈沖。顯然，輸出脈沖的頻率與電機的轉速保持嚴格的正比關系。
若用振子示波器拍攝電機起動過程中輸出脈沖信號隨時間的變化過程，便可得到頻率-時間曲線，最后再變換成轉速-時間關系曲線。
如果采用電子開關電路、頻率計數器等組成的電子線路，還可以把所測得的機電時間常數值用數字直接顯示出來。
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