陈理辉*

（东莞市李群自动化技术有限公司，广东 东莞）

引言

机器人的应用需求呈不断上升的趋势；如何在机器人有限的空间内满足功率器件的散热需求，已成为机器人设计的关键技术和技术突破点之一。为避免高温引起的电子产品失效，必须对电力电子设备采用合理的散热技术[1]。在保证系统功能的同时，达到经济、体积小、高效和有效的散热越来越受到机器人行业的重视[2]。伺服驱动器是机器人系统中的核心部件，将直流电转化为驱动电的过程中，会产生大量的热量[3]。伺服驱动器需依靠散热器将绝大部分热量散发到外界热层中[4]，其中因为发热、散热引起的可靠性问题是关注的焦点[5]。本文以伺服驱动器的散热模型分析为起点，分析伺服驱动器在机器人腔体内的散热模型；并通过工程仿真的方式验证了理论分析和计算的合理性和可行性；为机器人伺服驱动系统的散热设计提供了理论指导依据。

1 伺服驱动器热系统

驱动器热系统示意如图1 所示。

图1 驱动器热系统示意

1.1 驱动器热系统等效模型(见图2)

图2 驱动器热系统（带外置散热器）等效模型

根据热阻-温升公式分别计算：

1.2 驱动器散热器热阻计算

继续计算图3 热阻分别为：

图3 机器人腔体热系统示意

2 机器人热系统

机器人腔体热系统示意见图3。

与驱动器热系统示意图不同的是，机器人热系统中多了两项参数：[Rnp-a1]与[Ta1]。

2.1 机器人热系统等效模型

机器人热系统等效模型见图4。

图4 机器人热系统等效模型