伺服电机温升测试介绍

       当伺服电机运行时，定、转子绕组中因流过电流而产生损耗；铁心中因磁通交变而产生磁滞损耗和涡流损耗；因转子的机械旋转和伺服电机通风等原因而产生摩擦损耗和通风损耗；伺服电机中的谐波磁场和漏磁场等还会因其种种附加损耗。伺服电机的上述损耗将会全部转换成热能，使伺服电机各部分的温度逐步升高。

       衡量伺服电机发热程度时是用“温升”而不是用“温度”。电机某一发热部分的温度与冷却介质温度之差称之为该部分的温升。一般电机中冷却介质时的空气，它的温度因地区及季节而出现差异，在夏季温升会明显高于冬季测得值。

       目前对伺服电机的绕组和其他各部分的温度测量可以归纳为：埋置检温计法、温计法和电阻法。以下就详细介绍上述三种测试方法。

       埋置检温计法：该方法主要用于测量交流定子绕组、铁心及结构件的温度的测量。在电机制造过程中将热电偶或热电阻温度计埋置于电机制造后不便达到的部位，热电偶或热电阻温度计应适当分布，且数量不少于6个。

       温计法：该方法测量结果反映的是伺服电机的局部表面温度。将温度计的感温部分贴附在伺服电机被测部分的表面来测量其温度。

       电阻法：该方法测量结果反映的是整个绕组电磁线温升平均值。伺服电机绕组温升测量时，一般选用电阻法（依据GB 755）。绕组的电阻随着绕组温度下降而降低，依据电阻与温度的关系，可以通过测出绕组的冷态及热态电阻，并按照下面的公式计算出绕组的平均温升。公式如下：

       温升K=（R2-R1）/R1*（T0+T1）-（T2-T1）

       其中K为线圈温升；R1为实验开始的电阻值；R2为试验结束时的电阻值；T0（铜绕组等于234.5，铝绕组等于225）；T1为试验开始时绕组所处于的环境温度；T2为试验结束时绕组所处于的环境温度（公式引用国标GB4706.1-2005）。

       绕组热态电阻的测量通常是在伺服电机断能后进行，但伺服电机断能后绕组温度会立即降低，故使用电阻法测量伺服电机的温升时需要在电机断能后短时间内测量出绕组的热态电阻（一般情况下，小功率的伺服电机需要在温升结束后的15s内测试温度）。但实际情况很难在15s内完成热态电阻测试。

       为了更准确的测量热态电阻，主要有两种方法：1.公式法；2.绘制曲线法。这两种方法较为成熟，在此不进行赘述。

       我们建议使用温计法、电阻法与绘制曲线法协同进行机器人用伺服电机温升测量，即用温计法判断伺服电机的温升是否达到稳定值，稳定后采用绘制曲线法解决热态电阻测试问题，最后使用电阻法测试温升。

       中国赛宝（机器人）实验室“国家机器人检测与评定中心”配有先进的机器人伺服电机测试系统，主要用于机器人伺服电机性能测试。目前已全部通过验收，投入使用。

芜湖赛宝机器人产业技术研究院机器人用伺服电机测试平台