伺服電機溫升測試介紹

發布時間:2020-04-01

       當伺服電機運行時,定、轉子繞組中因流過電流而產生損耗;鐵心中因磁通交變而產生磁滯損耗和渦流損耗;因轉子的機械旋轉和伺服電機通風等原因而產生摩擦損耗和通風損耗;伺服電機中的諧波磁場和漏磁場等還會因其種種附加損耗。伺服電機的上述損耗將會全部轉換成熱能,使伺服電機各部分的溫度逐步升高。

       衡量伺服電機發熱程度時是用“溫升”而不是用“溫度”。電機某一發熱部分的溫度與冷卻介質溫度之差稱之為該部分的溫升。一般電機中冷卻介質時的空氣,它的溫度因地區及季節而出現差異,在夏季溫升會明顯高于冬季測得值。

       目前對伺服電機的繞組和其他各部分的溫度測量可以歸納為:埋置檢溫計法、溫計法和電阻法。以下就詳細介紹上述三種測試方法。

       埋置檢溫計法:該方法主要用于測量交流定子繞組、鐵心及結構件的溫度的測量。在電機制造過程中將熱電偶或熱電阻溫度計埋置于電機制造后不便達到的部位,熱電偶或熱電阻溫度計應適當分布,且數量不少于6個。

       溫計法:該方法測量結果反映的是伺服電機的局部表面溫度。將溫度計的感溫部分貼附在伺服電機被測部分的表面來測量其溫度。

       電阻法:該方法測量結果反映的是整個繞組電磁線溫升平均值。伺服電機繞組溫升測量時,一般選用電阻法(依據GB 755)。繞組的電阻隨著繞組溫度下降而降低,依據電阻與溫度的關系,可以通過測出繞組的冷態及熱態電阻,并按照下面的公式計算出繞組的平均溫升。公式如下:

       溫升K=(R2-R1)/R1*(T0+T1)-(T2-T1)

       其中K為線圈溫升;R1為實驗開始的電阻值;R2為試驗結束時的電阻值;T0(銅繞組等于234.5,鋁繞組等于225);T1為試驗開始時繞組所處于的環境溫度;T2為試驗結束時繞組所處于的環境溫度(公式引用國標GB4706.1-2005)。

       繞組熱態電阻的測量通常是在伺服電機斷能后進行,但伺服電機斷能后繞組溫度會立即降低,故使用電阻法測量伺服電機的溫升時需要在電機斷能后短時間內測量出繞組的熱態電阻(一般情況下,小功率的伺服電機需要在溫升結束后的15s內測試溫度)。但實際情況很難在15s內完成熱態電阻測試。

       為了更準確的測量熱態電阻,主要有兩種方法:1.公式法;2.繪制曲線法。這兩種方法較為成熟,在此不進行贅述。

       我們建議使用溫計法、電阻法與繪制曲線法協同進行機器人用伺服電機溫升測量,即用溫計法判斷伺服電機的溫升是否達到穩定值,穩定后采用繪制曲線法解決熱態電阻測試問題,最后使用電阻法測試溫升。

       中國賽寶(機器人)實驗室“國家機器人檢測與評定中心”配有先進的機器人伺服電機測試系統,主要用于機器人伺服電機性能測試。目前已全部通過驗收,投入使用。

 

蕪湖賽寶機器人產業技術研究院機器人用伺服電機測試平臺

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