本标准规定了多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统的通信接口和工作制、技术要求和试验方法、检验规则和交付准备。 本标准适用于多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统(以下简称伺服系统)及构成系统的永磁无刷伺服电动机（以下简称电动机）、无刷伺服电动机驱动器（以下简称驱动器） 的设计、制造、检验和验收。

ICS29.160.30
中华人民共和国国家标准
GB/T39567—2020
多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统通用规范
General specification for brushless servo motor systems formulti-rotorunmannedaircraft
2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
GB/T39567—2020
规范性引用文件
术语和定义
通信接口和工作制
技术要求和试验方法
检验规则
交付准备
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国微电机标准化技术委员会（SAC/TC2)口。GB/T39567-2020
本标准起草单位：深圳市大疆创新科技有限公司、西安微电机研究所、成都精密电机厂、深圳市正德智控股份有限公司、东莞市伟创动力科技有限公司、山东得普达电机股份有限公司、南京金崎新能源动力研究院有限公司、浙江巨龙自动化设备有限公司、南京高崎电机有限公司、东南大学、江苏云能电器研究院有限公司、厦门莱凯盛智能科技有限公司、沈阳工业天学、浙江如晶科技有限公司、佛山市风旭科技有限公司。
本标准主要起草人：陶冶、邱健达、郭巧彬、彭声峻、李浩、陈伟杰、贾佳、龙彪、王福杰、曹胜华、陈昭明、徐榕锋、金龙、杨肠、魏建忠、林兴乐、谢文麟、陈丽香、王光建、张宏钊。I
1范围
多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统通用规范
GB/T39567—2020
本标准规定了多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统的通信接口和工作制、技术要求和试验方法、检验规则和交付准备
本标准适用于多旋翼无人机用无刷伺服电动机系统（以下简称“伺服系统”）及构成系统的永磁无刷伺服电动机（以下简称“电动机）、无刷伺服电动机驱动器（以下简称“驱动器”）的设计、制造、检验和验收。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T755旋转电机定额和性能
GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.22008
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验
GB/T2423.10
环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T2423.17
GB/T2423.21
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验M：低气压GB/T2423.22—2012环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化GB/T2828.1一2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T4208
外壳防护等级（IP代码）
信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB/T9254—20081
塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯GB/T16422.32014
GB/T17618
3术语和定义
信息技术设备抗扰度限值和测量方法下列术语和定义适用于本文件。3.1
无刷伺服电动机系统
brushless servo motor system以无刷伺服电动机作为执行元件，使物体的位置、速度和转矩能够跟随输人控制信号目标值（或给定值）任意变化的自动控制系统。3.2
无刷伺服电动机
brushless servo motor
用于运动控制系统，且输出参数，如位置、速度、加速度或转矩是可控的永磁无刷电动机。1
GB/T39567—2020
驱动器
driver
接受控制指令，根据传感器提供的反馈信息，对转矩、速度、位置等进行闭环控制，并向电动机输送功率的电气装置。
额定电压
rated voltage
伺服系统输入电压的标称值。
额定转矩
rated torque
在规定条件下，伺服系统能够持续输出的最大转矩，注：在该转矩下持续运行，电动机绕组温度和驱动器功率器件温度不超过最高允许温度、伺服系统不会损坏3.6
峰值转矩
peaktorque
在规定条件下，伺服系统能够短时输出的最大转矩。注：在该转矩下短时运行不会引起伺服系统损坏3.7
额定功率
rated power
在规定条件下，伺服系统的最大连续输出功率。3.8
峰值功率
peakpower
在规定条件下，伺服系统能够短时输出的最大功率。注：在该功率下短时运行不会引起伺服系统损坏3.9
调节时间
settling time
从输人指令开始到系统响应输出进入并且不再超出稳态误差带的最短时间。注：见图1。
稳态误差
steadystateerror
时间趋于无穷大时，系统的稳态输出与期望输出的偏差。注：见图1
被控制量
0一响应时间
超洲量
稳态误养带
一终值
期望值
稳态认差e
调节时间
阶跃输入的时间响应曲线
通信接口和工作制
通信接口
GB/T39567-—2020
伺服系统通信接口，应能满足无人机对伺服系统通信的功能和性能需求。可用脉宽调制接口或数字通信接口实现伺服系统对外通信。2工作制
电动机工作制应符合GB/T755的规定。S
技术要求和试验方法
5.1一般性项目
5.1.1外观
技术要求
伺服系统表面及结构零部件不应有锈蚀、碰伤、划痕、变形和涂覆层剥落，标识应清楚无误，紧固件连接应牢固，引出线或接线端应完整无损。5.1.1.2
试验方法
目检伺服系统外观。
外形及安装尺寸
技术要求
伺服系统的外形及安装尺寸应符合产品专用技术条件的规定5.1.2.2
试验方法
按伺服系统的外形及安装尺寸要求选用量具种类及精度等级，将伺服系统放置在常温条件下，达到稳定非工作温度后·逐项进行测量。5.1.3质量
技术要求
伺服系统质量应符合产品专用技术条件的规定5.1.3.2
试验方法
选用量程合适且相对精度不低于1%的衡器称取伺服系统的质量。5.1.4绝缘介电强度
技术要求
电动机定子绕组与定子安装座之间、驱动器的检查试验点与驱动器外壳之间应能承受表1规定的3
GB/T39567—2020
试验电压，应无绝缘击穿或飞弧现象。峰值漏电流应不大于表1规定值。漏电流不包括试验设备电容所耗电流。
对于驱动器内置于电动机内的伺服系统，其绝缘介电强度试验由产品专用技术条件规定。对于电路接外壳的驱动器、无独立外壳或外壳为绝缘材质的驱动器，不进行绝缘介电强度试验。5.1.4.2试验方法
试验用电源，其频率为50z，电压波形近似手正弦波，电源功率和输出阻抗应能保证在各种负载下都无显著的波形失真和电压变化对驱动器试验，应将不能承受试验电压的元件（如浪涌抑制器、半导体元件、电容器等）断开或旁路：对于安装在电路和外壳之间的抗扰性电容器不应断开。驱动器的检查试验点应考虑两种情况：a）主电路和控制电路共用同一个参考地，检查试验点为主电路的电源输人端。试验时将电源输入端子短接。
b）主电路和控制电路不共用同一个参考地，检查试验点包括主电路的电源输人端和控制信号端试验时将电源输入端子，控制信号端子分别短接按表1的规定对电动机和驱动器分别施加试验电压，电压值应从零缓慢上升（至少3s）到规定值在规定值上持续1min。整个试验过程中电压峰值应不超过规定有效值的1.5倍，并应监视故障显示器，以判定无击穿放电及观测漏电流值。试验后，应逐渐降低试验电压至零，以免出现浪涌。出厂检验时，1min试验可用5s试验代替，试验电压值为表1的规定值，也可用1s试验来代替试验电压值为表1规定值的120%。不应对同一伺服系统重复进行本项试验。当有要求时，允许在安装之后且开始运行之前再进行一次额外试验，试验电压值不应超过表1规定的80%。表1绝缘介电强度限值
额定电压
245.1.5绝缘电阻
5.1.5.1技术要求
试验电压（有效值）
漏电流
在产品专用技术条件规定的低温条件下，电动机定子绕组与定子安装座之间、驱动器的检查试验点与驱动器外壳之间的绝缘电阻应不小于50MQ：在产品专用技术条件规定的高温条件下绝缘电阻应不小于10MQ：在产品专用技术条件规定的湿热条件下绝缘电阻应不小手1MQ。检查绝缘电阻所用绝缘电阻表的电压值应符合表2规定。对于驱动器内置于电动机内的伺服系统，其绝缘电阻试验由产品专用技术条件规定。对于电路接外壳的驱动器、没有独立外壳或外壳为绝缘材质的驱动器，不进行绝缘电阻试验。4
绝缘介电强度试验电压
试验方法
表2绝缘电阻表的电压等级
GB/T39567—2020
绝缘电阻表电压
按表2的规定选择对应的绝缘电阻表，测量电动机绕组对机壳的绝缘电阻值及驱动器检查试验点对驱动器外壳的绝缘电阻值
对驱动器试验，应将不能承受试验电压的元件（如浪涌抑制器、半导体元件、电容器等）断开或旁路：对于安装在电路和外壳之间的抗扰性电容器不应断开。驱动器的检查试验点应考虑两种情况：主电路和控制电路共用同一个参考地·检查试验点为主电路的电源输入端试验时将电源输a)
人端子短接
主电路和控制电路不共用同一个参考地，检查试验点包括主电路的电源输人端和控制信号端。b)
试验时将电源输入端子、控制信号端子分别短接5.2系统特性
5.2.1定子电阻
技术要求
电动机的定子线电阻应符合产品专用技术条件的规定。各线电阻与平均值之间差异应小于3%5.2.1.2
试验方法
电动机在室温下达到稳定非工作温度，用电阻测量仪测量电动机定子绕组的直流线电阻，并换算为20℃时的等效电阻值。
定子电感
技术要求
电动机的定子线电感应符合产品专用技术条件的规定。应根据电动机的额定工作电额率对电感的测试频率做出规定。
试验方法
转动转子，让定子处于一个电周期内三个不同的电角度位置，分别用电感电桥测量定子绕组在规定测试频率下的线电感，取其平均值反电动势常数
技术要求
电动机的反电动势常数应符合产品专用技术条件的规定5
GB/T39567—2020
试验方法
将被测电动机拖动到额定工作转速n，测取电动机的空载输出线电压峰值U，按式（1）计算出反电动势常数。
式中：
K。-—反电动势常数，单位为伏特秒每弧度（V·s/rad）；U
一转速n时空载输出线电压峰值，单位为伏特（V)：n
额定工作转速，单位为转每分（r/min）。5.2.4工作电压范围
技术要求
伺服系统应在80%额定电压至115%额定电压的范围内达到额定功率输出。5.2.4.2
试验方法bZxz.net
.....(1)
将伺服系统的输入电压分别设定为5.2.4.1规定的最高电压和最低电压，测量伺服系统是否可以达到额定输出功率。
5.2.5空载转速和空载电流
技术要求
伺服系统的空载转速和空载电流应符合产品专用技术条件的规定5.2.5.2
试验方法
伺服系统在额定电压下空载运行，测量空载转速和空载电流。5.2.6
额定转矩
5.2.6.1技术要求
伺服系统的额定转矩应符合产品专用技术条件的规定。伺服系统应能在额定转矩下连续工作至热平衡状态。
5.2.6.2试验方法
将伺服系统固定在试验台架上，电动机转子同轴安装扭矩测试仪，在电动机和驱动器的温度敏感区安装温度传感器。自然冷却条件下，控制伺服系统输出额定转矩，记录电动机的输出转矩和温度数据，得到图2所示转矩、温度曲线。判断电动机和驱动器温度是香达到稳定（10min内温度变化小于2）且伺服系统输出转矩仍能维持额定值6
峰值转矩
技术要求
转矩、温度和时间线图
GB/T39567-2020
伺服系统的峰值转矩和峰值转矩持续时间应符合产品专用技术条件的规定。伺服系统应能在规定的时间内输出峰值转矩，电动机和驱动器不应出现损坏。试验后，伺服系统应能在额定电压下输出额定功率。
试验方法
将伺服系统固定在试验台架上，电动机转子同轴安装扭矩测试仪。自然冷却条件下，控制伺服系统在规定持续时间内输出峰值转矩，记录电动机的输出转矩。判断在规定持续时间内，电动机的输出转矩是否能维持在峰值。
系统效率
技术要求
伺服系统的效率应符合产品专用技术条件的规定。5.2.8.2
试验方法
将伺服系统安装在测功机上。伺服系统在额定功率下，运行至稳定工作温度，测量伺服系统输入的电功率和输出的机械功率，计算得到输出机械功率对输人电功率之比值5.2.9绕组温升
技术要求
根据不同的工作条件，应选择载荷谱加载温升试验、持续额定功率温升试验或者短时峰值功率温升试验，并对安装方式和有无气流冷却等试验条件做出规定。绕组温升值应符合表3规定。7
GB/T39567—2020
试验方法
耐热等级
130(B)
155(F)
180(H)
200(N)
220(R)
绕组温升限值
温升限值
按照5.2.9.1规定的试验条件安装伺服系统，当伺服系统在室温下达到稳定非工作温度时，测量绕组的直流线电阻R，记下室温1·然后按5.2.9.1规定条件通电运行，绕组温度达到稳定或运行结束时测量同一绕组的直流线电阻R2.并记录此时室温t。温升按式（2）计算。
-(235+t,)+(t-t2)
式中：
电动机绕组的温升，单位为开尔文（K）；电动机运行前的绕组直流线电阻，单位为欧姆（Q）；电动机运行结束时的绕组直流线电阻，单位为欧姆（Q)；测量R，时的环境温度，单位为摄氏度（℃）；测量R，时的环境温度，单位为摄氏度（℃）。位置控制性能
大阶跃信号响应
5.2.10.1.1
技术要求
对于进行位置闭环控制的伺服系统，其对大阶跃输入信号的响应输出调节时间t，和稳态误差e应符合产品专用技术条件的规定。伺服系统测试所带负载应在产品专用技术条件中规定5.2.10.1.2
试验方法
试验方法按如下步骤进行：
给伺服系统输人阶跃指令0.50×1（t）.0为伺服系统电动机的最大转角，如果0大于360°则a)
限定0等于360°1(t)是单位阶跃函数；b)
测量电动机的转动角度输出，得到图3所示的伺服系统阶跃响应曲线的调节时间t、和稳态误差es。
侧塑销
系统跟踪特性
5.2.10.2.1
技术要求
调节时间
稳态误差带
位置阶跃输入的时间响应曲线
GB/T39567-—2020
稳态误鉴。
对于进行位置闭环控制的伺服系统·其跟踪输人信号的幅值频率响应曲线和相位频率响应曲线应符合产品专用技术条件的规定。伺服系统测试所带负载应在产品专用技术条件中规定。5.2.10.2.2
试验方法
试验方法按如下步骤进行：
给伺服系统输人频率f.幅值A
一的正弦指令Asin（2元ft），0为伺服系统电动机的最大转a)
角，如果0大于360°则限定0等于360°，频率于可以根据产品设计需求，从低频到高频扫描，推荐1Hz到1KHz;
测量电动机的转动角度输出，得到一系列同频的输出信号Bsin（2元ft十@），对Bsin（2元ft十Φ）做傅里叶变换得到响应幅值B和相位Φ，进而求得输出信号和输人信号的幅值比M=位差Φ：
一和相
以频率为横坐标，幅值比M和相位差Φ分别为纵坐标，绘制如图4所示的幅值频率响应曲线和相位频率响应曲线。
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。