搭建低速大扭矩伺服电机服务平台助推智能装备行业高质量发展

威凯检测技术有限公司（以下简称CVC威凯）隶属于中国电研，是集基础研究、标准化、检测、认证、检验、计量、能力验证及质量提升延伸服务（实验室技术服务、培训等）于一体的权威第三方质量技术服务品牌。服务领域覆盖智能家居、智能汽车、5G通信、医疗健康、能源装备、交通装备等行业。

CVC威凯深耕电机产品服务领域数十年，作为小功率电动机分标委会挂靠单位，曾主导制修订上百个国家及行业标准。同时，CVC威凯长期致力于伺服电动机性能检测技术研究，通过不断发挥NQI综合质量技术服务优势，为行业高质量发展持续提供技术支撑。

搭建平台

随着科技的发展，以机器人为代表的智能装备行业进入新的发展阶段。目前，国内智能装备制造业普遍以大功率电动机作为动力源，从目前装机情况来看，主要以三相异步电动机及直流电机为主。由于电动机需通过减速箱变速传动、工作点不合理等原因，此类驱动方案存在耗能大、控制精度低、可靠性低等问题，目前正逐渐被具有更明显技术优势的永磁同步电机直驱技术替代。

为支撑重点行业和领域节能提效，助力实现碳达峰碳中和目标，《电机能效提升计划（2021-2023年）》中也明确提出了加快推进电动系统技术创新的要求，其中低速大转矩直驱技术、伺服驱动技术就是其中的重要方向。各地也相继出台了相关的政策，期望通过先进技术的引导，推动行业的发展。2020年，广州市黄埔区、广州开发区推出智能装备（机器人）产品质量提升相关配套政策，从质量、标准、品牌等方面引导优势企业充分发挥行业引领作用，推广质量标杆管理，打造制造业竞争新优势。

为加快推进落实《广州智能装备（机器人）质量提升行动方案》，在广州市黄埔区市场监管局指导下，CVC威凯联合相关单位共同提出《智能装备用低速大扭矩伺服电机质量提升》项目，针对低速大扭矩伺服电机进行质量提升，用于替代传统驱动装置，提升节能效果和工作效率。在该项目实施过程中，CVC威凯成功搭建低速大扭矩伺服电机综合服务平台，并实现技术成果在行业内的成功运用，助推智能装备行业高质量发展。

制定标准

经过大量调研，项目组发现低速大扭矩的伺服永磁同步电动机可作为直驱电机直接应用在电机系统中，此类电动机由于在整个工作区间内可保持高效率运行，将极大提升节能效果，以油作为冷却方式使此类电动机的优势更加明显，应用越来越广泛，但尚无针对性的产品技术标准，特别是直驱场景的低速大扭矩电机。

在此背景下，CVC威凯申请立项T/CEEIA 560—2021《油冷伺服永磁同步电动机》标准，目前标准已正式发布。此标准是业内首份油冷伺服永磁同步电动机技术标准，打破了此类产品无标准可依的行业窘状，可以为生产企业的产品研发设计和质量管控提供参考依据。

创新方法

依据标准，CVC威凯快速完成低速大扭矩伺服电机检测服务能力建设，可覆盖扭矩15000牛米、转速500转以内的低速大扭矩电机产品。检测系统采用变频回馈的方式加载，更加节能；配备10立方环境箱，测试产品在不同环境温度下的适应性；配备 10米半电波暗室系统，暗室具备5米静区，完善的测量仪器、天线系统、转毂系统、迎风系统和排风系统等，可完成对伺服电机和伺服驱动器的电磁兼容性测试。

在完成服务能力建设的同时，CVC威凯聚焦效率测试方法并进行及时论证，形成“一种电机效能杂散损耗的计算方法”和“能够快速测量绕组热态电阻值的绕组温升试验方法”发明专利2份。

推动升级

在产品制造技术方面，项目组通过研究低速大扭矩电机的特性，改进电机的工艺制造流程，采用高功率密度的设计优化方案，将电机结构尺寸优化，减少磁钢用材，体积减小，采用浸油式冷却，使内部部件不易磨损，效率较传统电机提升明显。在电机的热管理方面，采用转定子内液冷式冷却散热方式，连接有独立的冷却循环油泵，将冷却液体送入电机内部，直接对转子与定子进行冷却，将电机内部温度控制在 60℃以内，有效得降低了永磁电机磁性衰减问题，确保永磁电机的使用寿命。

项目以型号为KTD4-640015-100240的伺服电机为研究对象，经过技术改进，电机效率较传统异步电机+变速箱结构在额定运行点提升7.81个百分点，产线能耗降低15.9%。在以KTD4-640015-100240型号为测试对象的实际装备生产线中，电机长时间运行平稳，温升正常，未出现故障，满足相关的可靠性指标。通过对典型产品的改进和验证结果进行总结分析，完成了关于伺服电机定子、转子、定转子的工艺技术文件3份，包括关键材料控制要求、关键工艺参数控制要求、出厂检验指标及要求等，用于指导和规范伺服电机生产中的各个环节。

助推发展

依据T/CEEIA 560—2021《油冷伺服永磁同步电动机》，CVC威凯开发油冷伺服永磁同步电动机的自愿性认证，已有多家公司申请该类产品的自愿性认证。依据认证推选出优秀产品，为行业提供表率。

新的技术成果在生产上进行运用后，通过对比工频产线和伺服产线，伺服产线的节电率达到15.9%，每吨产量节省电量为29.8819度。

在项目整个实施过程中，CVC威凯成功搭建低速大扭矩伺服电机综合服务平台，通过综合技术研究完成了对产品的改造升级，并实现了新的技术成果在行业中的规模化应用，助推智能装备行业高质量发展。