各位有木有發現，這幾年市面上可供選用的伺服運控產品是越來越多了，同時，廠家們推出新品的速度和節奏也正呈現出愈來愈快的趨勢。于是，如何快速的了解這些伺服產品，并從中有效的篩選出自己所需要的品牌系列，便成為廣大設備用戶和制造商所要面對的一個新的問題。

PicSource：清能德創 | Smart 7

本期，咱們就先和大伙聊聊如何快速看懂一款伺服驅動產品。

?? 進入主題之前，有一點需要澄清下，本文的重點是通用自動化設備中的伺服驅動產品;而目前工業領域很多有著極強的行業應用屬性的專業伺服產品，例如：機器人關節、AGV 驅動、風電變槳......并不在今次的討論范疇。

大家知道，驅動器的作用是為電機和執行機構的動作提供可控的電驅動力，因此，要讀懂一款伺服驅動產品，首先還是得看一下它融入設備機電傳動系統的方式是怎樣的。具體來說，大致包括：

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1. 從產品外觀入手，去看它的硬件樣式和動力結構，是單體獨立型還是模塊化系統型。

所謂單體獨立型，指的是一款伺服產品中每一個型號的驅動模塊都集成有完整的整流和逆變回路，可以單獨構成一套驅動系統;而模塊化系統型，是說該系列伺服驅動會包含不同容量級別的整流單元和逆變模塊，需要按照共直流母線的方式組合使用才能構成完整的伺服驅動系統;而有一些單體獨立型產品(如：SINAMICS S210、IndraDrive HCS01、Kinetix 5500等)也是可以組成共直流母線的模塊化驅動系統的。為設備選擇不同結構類型的伺服驅動系統，將很大程度上決定其內部電氣元件的布局和動力線路的分配方式。

PicSource：SINAMICS | S210

2. 從輸入端，看這款產品組成的伺服驅動系統所需動力電源的類型和電壓等級。

目前工業領域的伺服驅動系統大都會采用交流電作為動力電源輸入，主要有單相 100 ~ 120 VAC、單相 200 ~ 240 VAC、三相 200 ~ 240 VAC、三相 380 / 400 VAC等不同類型和級別。用戶通常需要根據設備裝機現場所在地區的工業用電標準，對其進行選擇，否則就必須在驅動系統的動力電源側加裝相應的變壓器。

PicSource：YASKAWA | Σ-7

3. 以不同維度看軸模塊的動力輸出能力：

軸端輸出的容量范圍，一般以功率和電流值計，不過個人還是覺得參考配套伺服電機的扭矩范圍更為直觀;

動力輸出的兼容性，即可以搭載哪些類型的伺服電機，除了低、中、高慣量的永磁旋轉電機，是否還支持各類旋轉直接驅動電機、有鐵芯或無鐵芯直線電機、直線電動缸等等;除了配套品牌的伺服產品，是否還開放了適配第三方品牌電機和執行機構的功能選項。

PicSource：Panasonic

同時我們需要明白，伺服其實是一種用于實現精細運動控制的電氣傳動技術，因此，伺服驅動產品接入設備系統后所表現出來的控制特性，也就是它能以多快的速度、多短的時間周期、對多么細微的負載誤差作出響應并精準調節，亦是極為重要的。有關這一點，除了廠家給出的頻響帶寬(BandWidth)和響應頻率值等硬性指標以外，伺服驅動在控制環整定(tuning)功能上的軟實力也是非常值得重點關注的，比如：是否帶有自整定功能、能否實現動態自適應整定、有多少個限波濾波頻率可以設定、限波頻率可否做到自適應調節、是否支持振動抑制、可以手動或自動設定幾個抑制頻率、是否具備多軸同步糾偏功能等等。

PicSource：SINAMICS

而作為運控動力組件，伺服驅動產品以什么方式接入到設備自動化系統的控制回路中，同樣是會對其性能表現產生一定影響的。所以，接下來我們有必要來看下伺服驅動上的一些控制端口。

PicSource：Schneider Electric | Lexium 52

運控數據端口：

大致分為 PTI 脈沖串輸入、電壓或電流式模擬量、非實時工業總線、實時工業總線等幾種。其中具備前三種端口、或實時工業總線中的 EtherCAT 端口的伺服驅動，基本上都能方便的兼容多家控制平臺，可以被稱為是元器件級別產品;而目前采用除 EtherCAT 以外其他實時工業總線協議的伺服驅動，大都只能支持特定品牌體系內的自動化控制系統，應該算是系統級產品。

PicSource：SINAMICS | S210

反饋端口：

主要指的是電機反饋，須了解其支持的編碼協議、分辨率、線芯配置，這其實與前面提到的第三方電機兼容性也有一定關系;有的驅動器還會有輔助反饋(或稱第二反饋)，此時除了與電機反饋類似的相關參數，還應留意輔助反饋的功能，是用作主軸編碼器、還是全閉環反饋、抑或是二者可選。

PicSource：Kollmorgen | AKD

I/O 端口：

一方面，伺服驅動的很多功能都是基于外部元件的動作來實現的，因此需要配有相應的控制輸入端口，例如：使能、行程限位、回零、高速套準、復位等等;另一方面，運控設備的某些動作也是要根據伺服軸的狀態(如：位置等)來完成的，這就需要為驅動器配以特定的輸出端口，如：高速凸輪輸出、仿真編碼器輸出、模擬量輸出等等;而值得一提的是，隨著運控總線的性能的不斷提升，新款伺服驅動器上的 I/O 端口數量正呈現出不斷減少的趨勢，它們的功能正在逐步被轉移到自動化系統的控制平臺上。

PicSource：Rockwell Automation | Kinetix 5700

前面說的主要是伺服驅動與設備功能特性相關的一些產品要點，但事實上，隨著運控系統軸數的不斷增加，同時考慮到伺服技術本身的復雜性，在解讀一款伺服驅動產品時，也十分有必要去設想一下其可能的操作過程和應用體驗。個人經驗看，大致會涵蓋這樣幾個方面：

PicSource：Parker Hannifin

安裝：

預估下伺服驅動在設備系統中的空間占用情況，需要考慮的因素有包括：功率密度如何、是否采用書本式設計、多個框架尺寸的高度是否一致、最小安裝間距、是否包含雙軸或多軸模塊等。

布線：

觀察下各進線端口在這款產品的正面、底部和上方分別是怎樣布局的，這會在一定程度上影響電氣柜內的線路布置和電磁兼容性能。

PicSource：OMRON FA | 1S

調試：

看下這款產品所支持的調試方式都有哪些，例如：

直接現場按鍵操作;

有線連接，使用 PC 端驅動調試軟件;

有線連接，使用基于集成控制平臺的自動化系統軟件;

無線通訊連接，使用 Web 網頁瀏覽器;

無線通訊連接，基于移動終端 APP;

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PicSource：B&R Automation | ACOPOS P3

總的來說，要快速看懂一款伺服驅動產品，大概是需要從動力結構、性能性能、控制端口、操作體驗等維度來進行研判的。而如果在設備方案中要考慮采用某款產品，那么就有必要針對具體的應用場景提出一些較為深入的問題了，例如：

品牌口碑及其過往產品的市場裝機量如何?

適用于哪些行業應用領域?業績怎樣?

是否有配套的運控選型軟件?

集成了哪些運控安全功能?如：安全扭矩關斷、安全停車、安全速度監視、安全限速.......

可采用哪些散熱方式?

是否具備再生制動功能?

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