集成电机提供更少的组件的灵活性
通过减少系统中的组件数量，集成电机节省空间和通过减少组件的数量，简化电缆和降低传统解决方案的成本。
许多工业应用依赖于伺服或基于步进电机的运动控制器来制造、生产或机器人系统。这些设备传统上由电动机、驱动器和连接它们所需的电缆组成。为了满足不断减小自动化系统尺寸的需求，机器制造商经常花费大量时间安装电机和驱动器，并在配置中布线，以减少空间。
通过将伺服或步进电机与板载驱动器和控制器组合，集成电机与单独的电机和驱动部件相比，集成电机节省了空间。集成电机旨在减少系统中的组件数量，简化布线，并降低了传统设计的成本。通过切换到集成电机，机器构建器可以释放有价值的空间，以更好地容纳其他关键部件，如传感器，材料处理机制和操作员界面（OIS），同时减少整体机器占地面积。图1描绘了集成电机如何为运动控制应用提供清洁设计。
图1：左侧显示为200W伺服电机，兼容伺服驱动器，具有必要的电源和反馈电缆，用于将电机连接在一起。右侧示出的是可比较的200W集成伺服电机，它将各个电机和驱动部件组合成单个封装，同时提供相同的速度和扭矩性能。利用集成电机进入机器设计可降低系统复杂性并节省空间。礼貌：应用运动
集成电机配置
集成步进电机(见图2)的驱动器电子位于电机的后部，靠近反馈装置和/或沿着电机的一侧。用于电源、通信和输入/输出(I/ o)的电气连接也位于电机的背面或侧面附近，通常在一个表面上组合在一起。不需要其他外部电子封装来驱动或控制电机。
图2：将电机和驱动元件组合成单个封装的集成步进电机的分解图。礼貌：应用运动
集成伺服电机结构类似，伺服驱动器安装在电机的后部，所有电子连接组合在一起，便于访问。如图3所示的集成伺服电机使用磁编码器为伺服控制提供高分辨率反馈信息。磁编码器分辨率高，体积小，坚固耐用。
图3:集成伺服电机的分解图，其中伺服驱动器/控制器安装在电机的后面，消除了外部伺服驱动器和连接驱动器和电机的电缆的需要。礼貌：应用运动
电动机的四个综合优点
集成电片提供了几个重要的福利：
- 更少的组件和简化的布线:随着在与电机相同的外壳中的驱动器和控制电子设备，集成电机不需要额外的外部电子器件进行控制。电源，通信和I / O的连接器易于访问。机器构建器可以从中央处理单元（CPU）连接到集成电机的指令信号。许多集成电机包括用于工业网络协议的板载支持，包括以太网/ IP，MODBUS和CANopen，以及控制模式，如离散I / O接口。
- 较小的控制面板：通过消除单独的驱动部件，大大降低了它们的控制面板的尺寸和数量。在某些情况下，从系统中消除了控制面板。
- 简化产品选择:将电机和驱动器集成到一个单元有助于消除有关驱动器/电机兼容性，电缆长度和其他系统选择问题的问题。
- 节约成本：减少系统中的组件数量，简化了组件的选择和安装，从而节省了材料清单(BOM)和时间。
较少的组件，更简单的接线
使用单独电机和驱动器的4轴运动控制系统的一个例子将演示在切换到集成电机时实现的部件，布线复杂度和控制面板的减少。
图4显示了使用单独的电动机和驱动部件的典型的4轴运动控制设计。安装在控制面板内的四个伺服驱动器以及直流电源和可编程逻辑控制器（PLC）必须连接到安装在机器周围的四个伺服电机。家庭开关/每个轴上的传感器都需要额外的电缆返回伺服驱动器，导致从控制面板路由到机器的12个电缆。
图4：具有单独电动机和驱动部件的传统的4轴运动控制解决方案。礼貌：应用运动
较小的控制面板
图5显示了相同的4轴运动控制解决方案，其中集成电机更换了单独的伺服电机和驱动部件。只有直流电源和PLC安装在控制面板内，降低其尺寸。在控制面板和轴之间不需要电机电源或反馈电缆。主页开关/传感器连接到集成电机，将电缆数量缩回到控制面板。
从控制面板运行到轴的唯一电缆是直流电源和一个网络连接电缆;集成电机上的双端口通信连接允许网络中的菊花链连接。控制面板和轴之间的电缆减少到五个。
此外，通过消除单独的伺服驱动器，控制面板可获得50％。
图5：相当于图4的等效4轴系统，但具有集成电机代替单独的电机和驱动器。礼貌：应用运动
简化的产品选择
集成电机也简化了产品的选型。在选择单独的电机和驱动元件时，用户会遇到如下问题:
- 什么驱动器最适合这个电机？
- 必须用什么电缆连接电机和驱动器?
- 驱动器是否支持我的编码器类型?
集成电机消除了这些和其他类似问题，因为驱动器已经最佳地尺寸和配置为电机，并且驱动器和电机之间不需要电缆。虽然这些看似少数细节，但它们对用户产生了实际影响并减少了产品选择过程。
节约成本
在大多数情况下，集成电机和驱动器比使用单独的电机和驱动器更便宜。参见下面NEMA 24步进电机和200W伺服电机的比较。集成电机在这两种情况下都节省了成本。
| 具有单独驱动和电缆的常规电动机 | 集成电机 |
| 200W伺服电机：425美元 CANopen伺服驱动:$436 电机电源线：12美元 电机反馈电缆：72美元 总:945美元 |
200W集成伺服电机w/CANopen: $772 总:772美元 18%的储蓄 |
| NEMA 24步进电机:$172 步进驱动w/CANopen: $649 总:821美元 |
NEMA 24综合步进W / CANopen：$ 706 总:706美元 14%的储蓄 |
集成电机性能
当使用集成电机时，扭矩和速度与单独的电机和驱动组件基本相同。图6比较了集成和非集成电机和驱动器的扭矩-速度曲线。在大多数应用程序中，任何差异都可以忽略不计。
图6：200W伺服电机和驱动与200W集成伺服电动机的扭矩速度比较。峰值扭矩，连续扭矩和额定速度的差异可忽略不计。礼貌：应用运动
集成电机限制
虽然集成电机的好处是真实的，但它们不是最适合每个应用程序的。目前可用的集成电机，能够在现成的工业电源上以约600W的连续电源运行，在伺服伺服和高达93架在地下室中的34帧。
连续提供超过600W的集成电机（最多6kW）要求将AC电压直接提供给集成电机或直流电源系统，以安全的方式创建非常高的直流总线电压。
在集成电机中添加转换组件使得封装的整体尺寸更大，这降低了节省空间的益处。精密，高压直流电源系统增加了成本并否定了产品选择中的大部分简单性。由于这些原因，机器制造商使用Sub-600W中的集成电机，市场提供是最广泛，现成的工业电源，通常提供48VDC，最常用于为集成电机供电。对于需要超过600W连续电源的应用，使用单独的电机和驱动部件在大多数情况下仍然是最佳选择。
在选择集成电机时，权衡对局限性的好处。节省空间，产品选择和应用的便利性，更少的组件，简化的布线和降低成本是用集成电机更换标准电机时需要考虑的良好激励。
埃里克·赖斯是国家营销总监，应用运动产品。由Chris Vavra编辑，生产编辑，控制工程，CFE媒体，cvavra@cfemedia.com。
更多的答案
关键词:集成电机，电机和驱动器
综合汽车可以降低成本并节省制造商的空间。
加上额外的空间，机器制造商可以添加关键组件，同时减少整个机器占用空间。
使用时一个集成电机，扭矩和速度是相同的单独的电机和驱动组件。
考虑一下这一点
什么是你的决定是否使用集成电机时最大的考虑？
