“高档数控机床与基础制造装备”2009年度第一批课题申报指南

项目九  电机及驱动装置

课题19  全数字驱动装置及交流伺服电机、主轴电机

1、研究目标

开发全数字驱动装置、交流伺服电机和主轴电机，掌握相关设计、制造和软硬件核心技术，综合技术指标和可靠性达到国际同类产品水平。开发用于普及型、高档型和大型数控机床的多规格系列化产品，与国产数控系统和机床配套应用验证，形成小批量生产能力。

2、考核指标

（1）系列化全数字交流伺服驱动装置：其中最大规格的额定功率55KW；调速范围1:10000以上；适配高分辨率编码器接口；具有2种以上现场总线接口。

系列化高性能交流永磁同步伺服电机：其中最大规格电机的额定扭矩达到150N•m（转速2500rpm）；其中最高转速规格达到4500rpm（扭矩20 N•m）；短时过载能力3倍；转矩脉动<3%。

（2）系列化全数字主轴伺服驱动装置：其中最大功率规格的额定功率达到100KW；最高转速规格达到12000rpm；恒功率范围大于1︰5；高精度C轴位置控制；高分辨率编码器接口；具有2种以上现场总线接口。

系列化高性能主轴电机：其中最大功率规格的额定功率达到100KW（转速4000rpm）；其中最高转速规格达到12000rpm（功率30KW）。

形成2-3项专利技术或专有技术，提出相关技术规范与标准；在以上的电机和伺服装置中，各开发出5种以上不同功率规格的产品样机，与课题18“高档数控装置”及相关数控机床配套应用验证。

3、研究内容

高精度伺服位置控制技术；高响应、高刚性伺服动态控制技术；大功率PWM驱动技术；高级在线参数自整定技术；电机制造工艺技术；电机的损耗和温升抑制技术；永磁电机的弱磁调速技术研究；高分辨率编码器数字式接口；现场总线通讯技术；高扭矩、高转速和高过载能力的交流永磁同步伺服电机；大功率和高转速的主轴电机；开展可靠性技术等共性技术研究。

4、实施年限

2009年3月-2010年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持不超过5项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究，自筹与地方配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1：1，其中地方配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

6、申报条件

课题牵头单位应是该领域骨干生产企业，须在上述研究领域具有较强的技术基础和技术开发队伍，具有较完善的试验、生产条件和一定的市场份额；申报单位可针对指南提出的目标申报其中一类或全部产品；鼓励“产、学、研、用”联合申报；鼓励数控系统、伺服驱动和电机生产企业联合申报。

课题20  大扭矩力矩电机及驱动装置

1、研究目标

开发大扭矩力矩电机及驱动装置，掌握相关设计、制造和控制核心技术，综合技术指标和可靠性达到国际同类产品水平。开发用于高档数控机床精密转台和主轴摆头的典型规格产品，与国产数控系统和机床配套应用验证，形成小批量生产能力。

2、考核指标

最大额定转矩1200N•m，最大输出转矩3000N•m；转矩脉动<2.5%；最高转速≥150rpm；无爬行最低转速0.05rpm；冷却方式：水冷；高精度位置控制，角度控制精度<±5"；适配高分辨率绝对式位置编码器；具有2种以上现场总线接口。

形成2-3项专利技术或专有技术，提出相关技术规范与标准；开发出3个以上规格的力矩电机和伺服驱动装置产品，与课题18“高档数控装置”及数控机床配套应用验证。

3、研究内容

力矩电机的总体设计技术；大功率闭环矢量控制技术；高精度位置控制技术；力矩电机脉动转矩抑制技术；全数字化位置、速度、电流控制技术；绝对式编码器位置反馈数字接口技术；力矩电机性能试验技术；损耗和温升抑制技术。

4、实施年限

2009年3月-2010年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持不超过3项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究，自筹与地方配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1：1，其中地方配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内数控系统或电机生产企业，须在上述研究领域具有较强的技术基础和技术开发队伍，具有较完善的试验、生产条件；申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报；鼓励“产、学、研、用”联合申报。

课题21  大推力直线电机及驱动装置

1、研究目标

开发大推力直线电机及驱动装置，掌握相关设计、制造和控制核心技术，综合技术指标和可靠性达到国际同类产品水平。开发用于高速、高精数控机床的典型规格产品，与国产数控系统和机床配套应用验证，形成小批量生产能力。

2、考核指标

最大规格额定推力≥5000N；最大推力≥10000N；推力脉动<3%；最高速度达到120m/min；最高加速度达到10g；具有2种以上现场总线接口。

形成2-3项专利技术或专有技术，提出相关技术规范与标准；开发出3个以上规格的直线电机和伺服装置产品，与课题18“高档数控装置”以及机床配套应用验证。

3、研究内容

大推力直线电机的总体设计技术；直线电机的机械结构、磁路的优化设计技术；推力波动的抑制技术；直线电机损耗和温升特性分析和抑制技术；端部效应补偿技术；全数字直线电机伺服驱动系统控制技术。

4、实施年限

2009年3月-2010年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持不超过3项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究，自筹与地方配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1：1，其中地方配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内数控系统或电机生产企业，须在上述研究领域具有较强的技术基础和技术开发队伍，具有较完善的试验、生产条件；申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报；鼓励“产、学、研、用”联合申报。