伺服电机“一条龙”应用计划申报要求.doc

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1、附件3伺服电机“一条龙”应用计划申报要求一、产业链构成面向机器人、数控机床、注塑机等应用领域，以加快推广中高档伺服电机的应用为目标，以提高产品性能和可靠性为中心，系列化开发、设计中高端伺服电机，推进伺服电机生产线数控化改造和智能化升级。在资源和产业优势基础上，加快突破适用于高端伺服电机的高性能稀土永磁材料和电工钢开发、生产和应用。以高端伺服电机为核心，带动上游材料产业、下游高端装备产业以及电机智能制造设备等相关产业互融共生、分工合作、利益共享，推进产业链协作发展。关键产业链条环节序号产业链环节机器人用伺服电机机床用伺服电机注塑

2、机用伺服电机1高性能稀土永磁材料√√√2高性能电工钢材料√√√3编码器√√4高精度、高分辨率传感器设计、制造技术√√5功率器件√6伺服电机设计√√√7铝合金结构件精密铸造及金属加工工艺√8冲压及铁芯制造工艺√9电枢制造工艺√10电机精密装配工艺√11加工技术√√12伺服控制技术√√13产品标准√14试验检测技术、评估方法及设备√15示范应用√√√12一、目标和任务（一）机器人用伺服电机1．高性能稀土永磁材料环节（1）环节描述及任务。掌握晶界扩散、晶界相改性等材料制备技术，实现低温度系数烧结稀土永磁材料的批量制备和加工，满足伺服

3、电机对高耐温、大去磁电流的要求。（2）具体目标。烧结钕铁硼材料的内禀矫顽力温度系数优于－0.42%/℃。2．高性能电工钢材料环节（1）环节描述及任务。掌握硅钢片冷轧和退火技术，以及不同的涂层技术，满足伺服电机对厚度、绝缘性能、均匀性、低铁损的要求。（2）具体目标。硅钢片厚度为0.3mm及以下，铁损P15/50低于2.50W/kg，厚度偏差不超过3%。3．编码器环节（1）环节描述及任务。针对伺服电机用编码器需求，研究高精度编码器原理，实现高速、高精度、高可靠性编码器及芯片产业化开发，拥有自主知识产权。（2）具体目标。编码器：最高

4、转速≥8000rpm，单圈分辨率≥17bit，多圈计数值≥16位，角度误差≤50角秒，工作环境温度－1240℃～100℃，并通过振动、EMC、耐久试验。编码器芯片：可编程32位MCU内核，集成浮点运算模块，频率>200MHZ；支持17位～23位精度工业伺服；输入信号频率至300kHz；8通道差分输入，输入峰值幅度：20mV～1.4V；支持位置反馈，精度达到20位；支持自校正机械装配误差；内置温度传感器；工作环境温度－40℃～125℃。1．功率器件环节（1）环节描述及任务。根据伺服驱动器功率设计，研究对比各类型IGBT、SiC/

5、GaN器件的重点参数指标；开发基于宽禁带半导体材料的芯片技术；完成芯片设计，功率模块设计及产品开发；结合机器人伺服驱动器功率设计，完成高过载、高载频、高可靠性伺服驱动单元设计与应用。（2）具体目标。功率器件（芯片或模块）耐压Vces≥600V，电流最大30A；开关频率fPWM≥20KHz；开关时间ton（典型值）≤1.3μS，toff（典型值）≤1.5μS；热阻Rth（j-c）Q≤1.1℃/W；绝缘电压Viso≥2500Vrms。2．伺服电机设计环节（1）环节描述及任务。开展电机低转矩波动、高转矩密度、高过载能力，电机减速器一

6、体化等技术攻关，提高机器人用伺服电机整体性能及稳定性。（2）具体目标。12转矩波动小于额定转矩的1.1%；提高电机额定转矩，减小电机体积从而减小机器人内部空间和运动负载率，达到紧凑型设计水平，100W电机整机长度小于80mm；电机过载能力达到3.5倍；中空电机与谐波减速器一体化设计，电机和减速器整体体积和重量减少20%以上。1．加工技术环节（1）环节描述及任务。突破自动绕线技术、精密铁心级进模及叠压技术、定子铁芯拼接技术、定转子组装技术等关键技术，以提高伺服电机产品质量、效率和运行可靠性。（2）具体目标。集中绕组铁心的槽满率≥

7、90%，三相绕组间直流电阻偏差最大（不平衡率）<1%，漆包线伸长率≤7%；铁心叠压方向长度公差≤0.5倍片厚，垂直度≤0.2mm，叠压系数≥96%；圆柱真圆度≤0.02mm；定子与转子的轴线同心度误差≤0.04mm。2．伺服控制技术环节（1）环节描述及任务。振动抑制、参数自整定、共直流母线、功能安全、多轴一体等技术开发，实现机器人用伺服系统的高性能、高可靠性、高集成性和安全性。（2）具体目标。实现自适应的机械谐振抑制、参数自整定、参数辨识、转矩脉动补偿、摩擦补偿等智能化功能；振动抑制频率从几赫兹到几千赫兹；实现惯量辨识误差≤1

8、0%，辨识速度百毫秒级；实现高速弱磁控制等功能。121．示范应用环节（1）环节描述及任务。实现自主知识产权伺服电机在机器人上的批量应用。（2）具体目标。连续三年自主知识产权伺服电机在机器人上的应用量达到5000台以上。（一）机床用伺服电机1．高性能钕铁硼永磁材料环节（1）环节