搭建低速大扭矩伺服電機服務平臺助推智能裝備行業高質量發展

威凱檢測技術有限公司（以下簡稱CVC威凱）隸屬于中國電研，是集基礎研究、標準化、檢測、認證、檢驗、計量、能力驗證及質量提升延伸服務（實驗室技術服務、培訓等）于一體的權威第三方質量技術服務品牌。服務領域覆蓋智能家居、智能汽車、5G通信、醫療健康、能源裝備、交通裝備等行業。

CVC威凱深耕電機產品服務領域數十年，作為小功率電動機分標委會掛靠單位，曾主導制修訂上百個國家及行業標準。同時，CVC威凱長期致力于伺服電動機性能檢測技術研究，通過不斷發揮NQI綜合質量技術服務優勢，為行業高質量發展持續提供技術支撐。

搭建平臺

隨著科技的發展，以機器人為代表的智能裝備行業進入新的發展階段。目前，國內智能裝備制造業普遍以大功率電動機作為動力源，從目前裝機情況來看，主要以三相異步電動機及直流電機為主。由于電動機需通過減速箱變速傳動、工作點不合理等原因，此類驅動方案存在耗能大、控制精度低、可靠性低等問題，目前正逐漸被具有更明顯技術優勢的永磁同步電機直驅技術替代。

為支撐重點行業和領域節能提效，助力實現碳達峰碳中和目標，《電機能效提升計劃（2021-2023年）》中也明確提出了加快推進電動系統技術創新的要求，其中低速大轉矩直驅技術、伺服驅動技術就是其中的重要方向。各地也相繼出臺了相關的政策，期望通過先進技術的引導，推動行業的發展。2020年，廣州市黃埔區、廣州開發區推出智能裝備（機器人）產品質量提升相關配套政策，從質量、標準、品牌等方面引導優勢企業充分發揮行業引領作用，推廣質量標桿管理，打造制造業競爭新優勢。

為加快推進落實《廣州智能裝備（機器人）質量提升行動方案》，在廣州市黃埔區市場監管局指導下，CVC威凱聯合相關單位共同提出《智能裝備用低速大扭矩伺服電機質量提升》項目，針對低速大扭矩伺服電機進行質量提升，用于替代傳統驅動裝置，提升節能效果和工作效率。在該項目實施過程中，CVC威凱成功搭建低速大扭矩伺服電機綜合服務平臺，并實現技術成果在行業內的成功運用，助推智能裝備行業高質量發展。

制定標準

經過大量調研，項目組發現低速大扭矩的伺服永磁同步電動機可作為直驅電機直接應用在電機系統中，此類電動機由于在整個工作區間內可保持高效率運行，將極大提升節能效果，以油作為冷卻方式使此類電動機的優勢更加明顯，應用越來越廣泛，但尚無針對性的產品技術標準，特別是直驅場景的低速大扭矩電機。

在此背景下，CVC威凱申請立項T/CEEIA 560—2021《油冷伺服永磁同步電動機》標準，目前標準已正式發布。此標準是業內首份油冷伺服永磁同步電動機技術標準，打破了此類產品無標準可依的行業窘狀，可以為生產企業的產品研發設計和質量管控提供參考依據。

創新方法

依據標準，CVC威凱快速完成低速大扭矩伺服電機檢測服務能力建設，可覆蓋扭矩15000牛米、轉速500轉以內的低速大扭矩電機產品。檢測系統采用變頻回饋的方式加載，更加節能；配備10立方環境箱，測試產品在不同環境溫度下的適應性；配備 10米半電波暗室系統，暗室具備5米靜區，完善的測量儀器、天線系統、轉轂系統、迎風系統和排風系統等，可完成對伺服電機和伺服驅動器的電磁兼容性測試。

在完成服務能力建設的同時，CVC威凱聚焦效率測試方法并進行及時論證，形成“一種電機效能雜散損耗的計算方法”和“能夠快速測量繞組熱態電阻值的繞組溫升試驗方法”發明專利2份。

推動升級

在產品制造技術方面，項目組通過研究低速大扭矩電機的特性，改進電機的工藝制造流程，采用高功率密度的設計優化方案，將電機結構尺寸優化，減少磁鋼用材，體積減小，采用浸油式冷卻，使內部部件不易磨損，效率較傳統電機提升明顯。在電機的熱管理方面，采用轉定子內液冷式冷卻散熱方式，連接有獨立的冷卻循環油泵，將冷卻液體送入電機內部，直接對轉子與定子進行冷卻，將電機內部溫度控制在 60℃以內，有效得降低了永磁電機磁性衰減問題，確保永磁電機的使用壽命。

項目以型號為KTD4-640015-100240的伺服電機為研究對象，經過技術改進，電機效率較傳統異步電機+變速箱結構在額定運行點提升7.81個百分點，產線能耗降低15.9%。在以KTD4-640015-100240型號為測試對象的實際裝備生產線中，電機長時間運行平穩，溫升正常，未出現故障，滿足相關的可靠性指標。通過對典型產品的改進和驗證結果進行總結分析，完成了關于伺服電機定子、轉子、定轉子的工藝技術文件3份，包括關鍵材料控制要求、關鍵工藝參數控制要求、出廠檢驗指標及要求等，用于指導和規范伺服電機生產中的各個環節。

助推發展

依據T/CEEIA 560—2021《油冷伺服永磁同步電動機》，CVC威凱開發油冷伺服永磁同步電動機的自愿性認證，已有多家公司申請該類產品的自愿性認證。依據認證推選出優秀產品，為行業提供表率。

新的技術成果在生產上進行運用后，通過對比工頻產線和伺服產線，伺服產線的節電率達到15.9%，每噸產量節省電量為29.8819度。

在項目整個實施過程中，CVC威凱成功搭建低速大扭矩伺服電機綜合服務平臺，通過綜合技術研究完成了對產品的改造升級，并實現了新的技術成果在行業中的規模化應用，助推智能裝備行業高質量發展。