DOC《附件3》

附件3 伺服电机"一条龙"应用计划申报要求 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 √ √ √ 目标和任务 机器人用伺服电机 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%/℃. 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%. 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-40℃~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℃. 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/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. 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.转矩波动小于额定转矩的1.1%;