如何選擇帶有集成驅動器的伺服電機？
盡管新的分布式伺服驅動系統承諾了令人難以置信的性能，但工程師應該在平臺標準化之前考慮布線、外形和安全集成。
帶有集成驅動器的伺服電機在投放市場時是一項開創性的技術，但它們的全部潛力很少被充分發揮。這些伺服電機旨在減少占地面積和調試時間，同時提高安全性和性能。但是運動控制架構實施起來既復雜又成本高昂……因此了解高質量伺服系統與其他系統的區別非常重要。
菊花鏈與分布式伺服驅動系統
當只需要一臺電機時，帶有集成驅動技術的伺服電機大大簡化了安裝。工程師可以輕松地將設備連接到電源和工業以太網通信，例如EtherCAT。
然而，大多數工廠設置需要更復雜的拓撲結構，伺服電機分布在不同的機器和生產線上。在這些情況下，工程師必須在級聯系統或分布式系統之間做出決定。
一個級聯系統的菊花鏈伺服電機一起。第一個單元直接連接到電源和控制面板中的I/O端子，然后與后續單元共享。這里的潛在缺點是設置引入了許多潛在的故障點。如果一個電機、電源線或以太網電纜出現單一錯誤，整個運動控制架構可能會陷入停頓。
另一方面，一些分布式伺服驅動系統使用一個分配模塊來管理多個具有IP65或更高等級的伺服電機。在這里，機器安裝模塊通過單個耦合連接控制柜和分布式伺服驅動器之間的電源和通信——以支持級聯架構，同時限制故障點。這意味著如果一根電纜損壞，它通常不會停止整個系統的所有操作。
進一步簡化布線的是用于電力和工業以太網通信的單電纜技術(OCT)。這種布線減少了調試時間和機器占地面積，這在大多數制造環境中都很重要。將OCT與分布式伺服驅動系統相結合，可以提供最干凈、最高效的運動控制解決方案。
頂部或側面安裝的集成驅動器與背面安裝
對于帶有集成驅動器的伺服電機來說，外形尺寸是關鍵，因為將兩種設備組合成一個功能單元比聽起來要困難得多。分布式伺服驅動系統應減少新機器的占地面積要求，并保持與以前型號相同的安裝板和矩形形狀，以支持舊設備的成功改造，并最大限度地減少對機械設計的任何影響。
一些制造商一直在努力將驅動器成功嵌入伺服電機的最佳位置。許多當前型號通常將驅動器堆疊在電機的頂部或側面，這會顯著改變外形，導致更多的機械變化和更大的占地面積。驅動器最合乎邏輯地安裝在電機的后部，但大多數試圖將其集成到該位置的制造商無法解決電機和驅動器技術融合帶來的散熱問題。
使用IP65級分配模塊的分布式伺服驅動系統甚至可以支持最苛刻的拓撲結構。
通過以不同的方式應對設計挑戰，一些集成電機供應商已成功將驅動器集成到伺服電機的后部，同時與純伺服電機型號相比略微延長了外形尺寸。有些甚至設計了解決方案來防止這些產品中的散熱問題……盡管達到標準伺服電機的高性能具有挑戰性。
一些集成電機迫使所有熱量通過電機背面，因此通過集成驅動器。但是一些電機制造商的設計通過電機外殼的側面沿整個長度有效地釋放熱量。仔細的電機繞組重新設計使這成為可能……因此工程師可以選擇分布式伺服驅動系統，這些系統占用空間小，不會使新安裝或改造過熱。
IGBT與MOSFET
另一種改善分布式伺服系統散熱和外形的方法是通過選擇用于驅動電子設備的半導體。許多集成電機和驅動器型號使用IGBT（因為IGBT已在市場上銷售多年并已被證明在該領域取得了成功），但MOSFET產生的熱量較少……事實上，最近的MOSFET設計更新使其成為可靠的開關選項用于運動控制。
作為雙極器件，IGBT可以處理高電壓和電流。作為場效應晶體管，即使在數百毫安切換到兩位數安培或將小電壓切換到數千伏時，MOSFET也支持更高的電流和更少的開關損耗。
在伺服電機后部集成驅動器和使用單電纜技術(OCT)是最大限度減少新設計或改造占地面積的兩個關鍵因素。
一般來說，IGBT還需要更多的配套元件，包括風扇、散熱器和額外的接線。這意味著通過更高的電壓和電流獲得的好處伴隨著占地面積和價格的犧牲。MOSFET可在較低溫度下提供高性能操作并使用較少的組件，這使其成為這些分布式運動控制架構的首選半導體類型。
工業自動化的分離安全與集成安全
在任何制造環境中，安全始終是頭等大事。大多數帶有集成驅動器的伺服電機使用單獨的、獨立的安全系統。這更昂貴且效率更低，因為它需要專用布線并且通常需要單獨的軟件平臺和網絡。但是，默認情況下，帶有集成驅動器的新型伺服電機可以在每個單元中提供集成的STO和SS1安全功能。這些還應與同一EtherCAT工業以太網網絡上的安全I/O終端接口。
單獨考慮時，這些特性和設計上的每一個差異都可能看起來很小，但它們一起可能意味著帶有集成驅動器的伺服電機，可以改善或嚴重降低運動控制架構。始終考慮每個解決方案的獨特外形、安裝注意事項、布線和安全要求，為應用選擇最佳分布式伺服驅動系統。
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