什么是集成驱动伺服电机

什么是集成驱动伺服电机？作者：mcrazy集成驱动伺服电机，顾名思义，就是⼀台集成了伺服驱动器的伺服电机。也就是将伺服驱动器和伺服电机整合在⼀起的集成⼀体化产品。⽼实说，集成驱动伺服电机本⾝早已经不是什么新鲜事物了，早在⼗多年前Indramat就已经基于这个概念发布了其第⼀代集成驱动伺服电机产品IndraDriveMi。随后⼏年⾥，各⼤运控⼚商纷纷陆续发布各⾃的集成驱动伺服电机产品，例如：⼩贝家的ACOPOSMotor，罗家的Kinetix6000M，ELAU的iSH，Danfoss的ISD、以及西家的SINAMICSS120M...想象有这样⼀台⼤型（运控）设备或⽣产线。产线上需要⽤到很多伺服轴（伺服电机）。与此同时，运控设备系统的⾃动化程度正在变得越来越⾼，相应的，其伺服轴数也必定会越来越多，因此，即使是使⽤了共直流母线、书本式结构、甚⾄双轴（甚⾄三轴）模块的设计，只要伺服驱动器依然保持这种传统的柜内安装布局，其⼤量占⽤设备物理空间资源的现状和趋势，仍然不会从根本上发⽣改变。多轴伺服驱动器在电⽓柜内的集中安装，还会会带来另外⼀件⽐较⿇烦的事情，就是⼤量的伺服电机线缆。在这样的系统布局中，为了让伺服电机获得可调节的动⼒电流、并且反馈其运动位置状态，每台伺服电机都需要通过线缆连接到电统布局中，为了让伺服电机获得可调节的动⼒电流、并且反馈其运动位置状态，每台伺服电机都需要通过线缆连接到电⽓柜内与之对应的伺服驱动器的动⼒、反馈（和抱闸）端⼝上。可想⽽知，这对于复杂的机械设备产线来说，其系统集成的总体成本得有多⾼。⼀⽅⾯是硬件成本，包括从伺服电机电缆到桥架、线槽、接插头...等⼀系列线路敷设所必须的部件，它们的成本都会直接受到来⾃伺服轴数量和设备长度的影响；另⼀⽅⾯，就是因为线缆的数量、线路节点和机械设备复杂性的增加，⽽带来的线路敷设程成本和⼈⼯时⽅⾯的巨⼤消耗，以及接线、布线时极⾼的出错概率和纠错成本。除此以外，设备中⼤量的电机动⼒电缆，就像是⽆数⼤功率射频天线，成为电磁噪声⼲扰的源头和隐患，影响着系统的EMC电磁兼容性能、设备的稳定性和运⾏效率。所以，简单来说，在⼤型多轴运控设备系统中采⽤传统的伺服驱动与电机分⽴式布局的做法，主要会遇到的问题和挑战在于：•庞⼤的电⽓柜体积和空间占⽤•复杂的设备布线和接线•较⾼的系统应⽤和程集成成本接下来，我们来看⼀下使⽤集成驱动伺服电机的情况。⾸先，伺服驱动器已经被集成到伺服电机上了。这就相当于将⼤量的伺服驱动功率单元，从原来的柜内集中安装，分散布置到设备中各个运动⼯位的伺服电机轴上了。此时的电⽓柜内，只需要安装和布置⼀套与集成驱动伺服电机系统配套的整流功率单元即可，⽐起传统采⽤分⽴式伺服驱动与电机的硬件系统布局，这将极⼤节省电⽓柜尺⼨和柜内空间。更重要的是，极少的柜内元器件数量，加上更⼩的柜体尺⼨，将帮助带来各种系统成本的优化。例如：电⽓柜制作流程的简化、柜内元件集成和安装接线数量的减少...、更少的柜内功率元件数量⽆需⼤功率散热通风装置（如空调）......⽽在系统的线缆连接⽅⾯，由于每个轴的伺服驱动器都已经被集成到其现场的伺服电机上了，这就直接省去了设备中⼤量伺服驱动器与电机之间的（动⼒、反馈和抱闸）线缆连接；同时，在伺服系统的电⽓连接⽅式上，⽬前市⾯上⼤多数集成驱动伺服电机产品都采取了菊花链式的系统拓扑结构，每台集成驱动伺服电机上都会有两种端⼝：直流电源动⼒和运控总线通讯，每种端⼝⼜各有⼀对：输⼊和输出；现场电⽓连接时，只需要将这些集成驱动伺服电机的这两种端⼝的输⼊和输出依次⾸尾相连，串⾏联接到电⽓柜中的系统动⼒电源（如：IndraDriveKCU）和运控总线端⼝。同时，电机动⼒线缆的消失、系统线缆总长度的缩短及其拓扑结构的简化，还将有助于系统EMC电磁兼容性能的改善，运控设备运⾏的稳定性和⽣产效率也将因此⽽显著提升。不难发现，这类产品似乎更加适⽤于那些⼤型多轴运控设备系统，尤其是当设备产线越长、轴越多时，上⾯这些价值就会变得越发明显。这也是为什么⼀些运控产品⼚商会将集成驱动伺服电机称为On-Machine或Cabinet-Free技术的原因了。例如：当需要在某（些）⼯位接⼊输⼊输出信号时，尤其是那些与运控应⽤相关、本来要连接到伺服驱动器的传感器（⾊标、套准...等等）和执⾏机构（阀门、切⼑...等），就⽆需再像原来那样跨越整台设备将它们连接到电⽓柜内集中安装