【導(dǎo)讀】封閉式和開放框架式直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機，在多種應(yīng)用中已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的、帶機械傳動的伺服電機系統(tǒng)。而如今一類全新的、稱為模塊化（cartridge）ddr的直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)（ddr）技術(shù)，將開放框架式直接驅(qū)動電機在性能方面的優(yōu)勢與全框架電機安裝方便的優(yōu)點結(jié)合起來，其價位則比傳統(tǒng)的直接驅(qū)動技術(shù)低得多。
可以直接產(chǎn)生驅(qū)動作用的旋轉(zhuǎn)電機本質(zhì)上不過是一種大力矩的永磁電機，它直接與負載連接。這種設(shè)計消除了所有機械傳動部件，如齒輪變速箱、皮帶、滑輪和連軸器。直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)為設(shè)計者和使用者帶來了許多好處。
傳統(tǒng)的電機傳動系統(tǒng)
今天的大多數(shù)伺服應(yīng)用采用了傳統(tǒng)的帶機械傳動的伺服電機系統(tǒng)。傳統(tǒng)系統(tǒng)的初始成本具有吸引力，而且性能已經(jīng)在各種不同應(yīng)用中得到了驗證，這些應(yīng)用包括：電子組裝、包裝、航空和國防。然而，人們往往沒有注意到這類系統(tǒng)在設(shè)計和集成方面額外的支出成本，這些附加的開支用于滑輪、變速箱和皮帶等需要添加的機械部件。這些部件在整個機器壽命中不斷磨損，這也增加了總壽命成本。
定位誤差和調(diào)諧困難是這些系統(tǒng)中常見的問題，它們是由傳動的柔性和無效間隙引起的。皮帶、滑輪和變速箱的維護以及這些易磨損部件的更換都需要付出昂貴的代價：首先，用戶不得不對更多的部件進行庫存管理；其次這些附加的部件所造成的系統(tǒng)故障會增加系統(tǒng)計劃外停機時間，使得機器的產(chǎn)量出現(xiàn)下降。
圖題：傳統(tǒng)的電機傳動系統(tǒng)
直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機
可以直接產(chǎn)生驅(qū)動作用的旋轉(zhuǎn)電機本質(zhì)上不過是一種大力矩的永磁電機，它直接與負載連接。這種設(shè)計消除了所有機械傳動部件，如齒輪變速箱、皮帶、滑輪和連軸器。直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)為設(shè)計者和使用者帶來了許多好處。
因為一個機械傳動需要定期的維護而且會頻繁地造成計劃外停機，所以，直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機技術(shù)從根本上提高了機器的可靠性，減少了維護時間和開銷。通過消除機械傳動帶來的柔性，直接驅(qū)動設(shè)計避免了對電機和負載進行慣性匹配的麻煩，同時，定位和速度精度也可以提高50倍。直接驅(qū)動電機還帶來另外一個好處：聽覺噪聲降低高達20db。
ddr電機對半導(dǎo)體工藝設(shè)備來說是一個理想的解決方案，因為電機直接與被驅(qū)動的負載相連，消除了傳統(tǒng)伺服電機系統(tǒng)中通常必須采用的皮帶、滑輪和齒輪箱。零部件數(shù)目的減少也使得機器的總體尺寸減小，生產(chǎn)管理人員就可以在一個工藝隔間里放置更多的、附加值高的工藝設(shè)備。機械傳動部件的消除帶來了一種無需維修的系統(tǒng)，而且這種系統(tǒng)的工作更為安靜。
無框架直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機
無框架直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機是ddr技術(shù)的“祖父”，毫無疑問，它們提供了目前最緊湊的機械伺服解決方案。無框架直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機采用了獨立的轉(zhuǎn)子和定子，而未使用軸承。這些零件成為機器的一個整體組成部分，另外還包括了必要的反饋裝置。它們對于機器預(yù)留空間有限或者總重量有著關(guān)鍵影響的應(yīng)用來說是理想的選擇。
這些電機就本質(zhì)上來說是專門定制的，因此更為昂貴，需要數(shù)周、甚至數(shù)月的設(shè)計和集成時間。此外，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，電機或者反饋裝置的取出更換過程也極為復(fù)雜。因此，無框架ddr技術(shù)并非適用于每一種應(yīng)用，它最廣泛的應(yīng)用是在機載和地面車輛方面，如夜視裝置、雷達系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的瞄準控制，以及那些對尺寸、重量和/或性能有著較高要求的高端工業(yè)應(yīng)用，如機器人或者精密研磨機。
封閉式直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機
帶外殼的（封閉式）直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機，則是將轉(zhuǎn)子、定子和在出廠前完成對準的反饋裝置集成到一個帶有精密軸承的外殼中，屬于一種完整的解決方案。封閉式直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機對于負載可以騎跨在電機軸承上的應(yīng)用來說極為理想。對于已經(jīng)使用了軸承的電機而言，用戶需要把電機連接到負載上，或者讓3個或更多的軸承完成對準，這將是一項繁重、費時的工作。因此，封閉式ddr電機一般用于分度和速率轉(zhuǎn)臺應(yīng)用。
模塊化直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機
模塊化（cartridge）ddr電機是一種全新的直接驅(qū)動解決方案，其結(jié)構(gòu)包括一個獨特的無軸承外殼以及外殼中集成的轉(zhuǎn)子、定子和出廠前完成了對準的高分辨率反饋裝置。圓筒式ddr技術(shù)的應(yīng)用消除了機械傳動部件，既保留了直接驅(qū)動所有的優(yōu)點，又避開了傳統(tǒng)的封閉式或者無框架ddr解決方案復(fù)雜而昂貴的缺點。模塊化的直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機利用新穎的壓縮聯(lián)結(jié)裝置來將轉(zhuǎn)子與軸連接到一起，并且附帶提供一種獨特的夾頭設(shè)計，從而實現(xiàn)了“即裝即用”，所花時間不到30分鐘。
模塊化技術(shù)的優(yōu)勢，連同其有競爭力的價位和總壽命成本方面的顯著降低，將加速直接驅(qū)動技術(shù)在諸多領(lǐng)域中的新機器設(shè)計中的應(yīng)用，如冶煉、包裝、印刷、半導(dǎo)體和工廠自動化。請見如下的一個例子：一家正在努力使其機器的產(chǎn)量超過150件/分鐘的包裝oem，他們所面對的挑戰(zhàn)是，齒輪箱在一個關(guān)鍵軸上存在的柔性在他們試圖提高產(chǎn)量時引入了機械干擾。通過在這個軸向上安裝模塊化直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機，消除了機械柔性，使得這家oem能將其機器的產(chǎn)量提高到180件/分鐘。除了提高產(chǎn)量，這家oem還體會到了如下的好處：零維修工作量、可靠性的提高和聽覺噪聲的降低。
再舉一個模塊化直接驅(qū)動的應(yīng)用實例：一家oem為輪胎和汽車工業(yè)服務(wù)提供測試/測量設(shè)備，該公司發(fā)現(xiàn)，使用直接驅(qū)動技術(shù)提高了測量質(zhì)量以及機器的可靠性，其原因就是消除了無效行程和其它由皮帶和滑輪系統(tǒng)帶來的外部影響。他們最初的設(shè)計采用了一個無框架直接驅(qū)動電機，與傳統(tǒng)解決方案相比，它帶來了多方面的好處，但也存在組裝和安裝困難的缺點——事實上，無框架電機的組合及反饋裝置的對準需要花費一整天。于是，該公司轉(zhuǎn)向了模塊化的直接驅(qū)動技術(shù)，發(fā)現(xiàn)由于其安裝方式簡單，集成只花費了約30分鐘，時間和費用都大為節(jié)省。此外，他們還很高興地看到，與無框架直接驅(qū)動型號相比，模塊化電機的力矩密度更高。
由于其獨特的設(shè)計，模塊化ddr電機與機械傳動的傳統(tǒng)伺服電機相比，在價格方面顯得更有競爭力。即使其初始成本稍微要高一些，但就5年的總使用期來看，這一新技術(shù)的運行成本要大大低于傳統(tǒng)系統(tǒng)。
