上個月，在日本東京舉辦的機(jī)械要素展上，安川電機(jī)展示了其新款 Σ-7F 集成驅(qū)動伺服電機(jī)。 作為 Σ-7 系列伺服系統(tǒng)的擴(kuò)充升級， Σ-7F 是安川在今年 5 月 26 日 正式發(fā)布的，因而本次東京要素展應(yīng)該算是這款新產(chǎn)品亮相的首個大型行業(yè)展會。 此次展出的樣品為一款 400w 的 Σ-7F （集成驅(qū)動器）伺服電機(jī)，外形上看并不復(fù)雜。 從上圖可以很明顯的看出，其實際上就是一臺（左側(cè)） 400w 伺服電機(jī)和（右側(cè)）驅(qū)動器單元拼裝集成在一起的組合體。其集成的驅(qū)動放大單元，是被置于電機(jī)尾部末端的。 法蘭側(cè)電機(jī)安裝尺寸，如：法蘭盤框架大小、安裝孔徑、輸出軸長度和直徑...等等，與現(xiàn)有 Σ7 系列同功率 SGM7J 電機(jī)完全一致。 電機(jī)尾部集成的驅(qū)動器側(cè)面，是 Σ-7F 的電氣連接端口。有沒有注意到，安川在此款電機(jī)上采用了高防護(hù)等級的金屬連接器，這在傳統(tǒng)的日系伺服產(chǎn)品中并不多見，目測這和其內(nèi)部集成了驅(qū)動放大單元有很大關(guān)系。 右側(cè)一個較大的 M17 金屬連接器，為直流動力電源輸入端口。官方發(fā)布的資料顯示，其電壓等級為 DC 270~324V （-15% ~+10%）。 ?? 與一些歐系集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品不同，此處的電源輸入端口的插頭是不可旋轉(zhuǎn)的。 左側(cè)兩個帶塑料保護(hù)蓋的 5 針 M12 插座，為安川 MECHATROLINK III （運(yùn)動）控制總線端口，可以通過鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季?，連接 MP3300 設(shè)備控制器。 產(chǎn)品尾部端蓋上，除了印有 YASKAWA 的標(biāo)志，左側(cè)還有一排（共計 5 個） LED 狀態(tài)指示燈，從標(biāo)示的名稱看，它們的含義分別是： ? 母線電容充電狀態(tài) ? 伺服運(yùn)行使能/故障狀態(tài) ? 通訊連接狀態(tài) ? 動力電源狀態(tài)... 此外左下角還有一個 USB 端口，據(jù)介紹這將用于在運(yùn)控設(shè)備現(xiàn)場對電機(jī)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)教，例如：軸的運(yùn)動姿態(tài)、控制環(huán)整定...等等。 目前發(fā)布的 Σ-7F 電機(jī)輸出功率僅為 100w~400w，據(jù)展會現(xiàn)場安川日本方面代表介紹，他們有計劃在今年年底之前發(fā)布 850w 輸出的型號。不過，盡管如此，與能夠達(dá)到幾千瓦輸出的同類型歐美系產(chǎn)品相比較，還是小了不少。個人猜測，這和 Σ-7F 目前所定位的行業(yè)應(yīng)用（電子、半導(dǎo)體、包裝設(shè)備...）有一定的關(guān)系。 和市面上所有集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品一樣，在將 Σ-7F 集成到設(shè)備系統(tǒng)時，也必須使用與之配套的直流（母線）電源。已經(jīng)發(fā)布的 CACP 電源分為 1.5 kW 和 3.0 kW 兩個功率級別，輸出電壓： DC 270~324V （-15% ~+10%），輸入電壓：三相 AC 200~240V（-15% ~+10%）。這就是說，目前的 Σ-7F 的輸入電壓只有三相交流 220V 級別，如果在國內(nèi)或出口歐洲的設(shè)備上使用 Σ-7F ，仍然需要配備變壓器。 由于運(yùn)控總線端口是 MECHATROLINK III，所以，新款 Σ-7F 集成驅(qū)動電機(jī)應(yīng)該是可以和現(xiàn)有具備 MECHATROLINK III 總線端口的 Σ-7 系列驅(qū)動器一樣，使用同款 MP3300 控制器的。 其本身所對工業(yè)運(yùn)控設(shè)備的實用價值還是非常明顯的，例如： ? 節(jié)省電氣設(shè)備空間 ? 減少線纜敷設(shè) ? 提升設(shè)備 EMC 電磁兼容性能 ? 優(yōu)化設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營維護(hù)效率 ? ... 因此，如果能夠看到此項技術(shù)對工業(yè)運(yùn)控行業(yè)發(fā)展的這些積極意義，就很容易理解了為什么 Σ-7 會有這樣的產(chǎn)品更新動作了。并且，可以非?？隙ǖ难信?，未來還會有更多的運(yùn)控品牌加入到集成驅(qū)動電機(jī)的陣營中來。 那么，與之前已經(jīng)面市的這些歐美系集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品（系統(tǒng)）相比較，此次安川發(fā)布的 Σ-7F 有哪些差別呢？ 從官方發(fā)布的消息看，主要就是其特殊的功率半導(dǎo)體元件： GaN（氮化鎵） 并且號稱 Σ-7F 是首款將氮化鎵作為功率半導(dǎo)體元件的集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品。 將氮化鎵材料用于伺服驅(qū)動的功率單元，安川在其官網(wǎng)上是這樣說明的： GaN (gallium nitride) is a compound of Ga (gallium) and N (nitrogen). Compared to Si (silicon) semiconductors, power semiconductors which use GaN materials enable work in high temperatures, have a strong rate of dielectric breakdown electric field strength, offer a higher rate of saturated electron mobility and electron mobility compared to power semiconductors that use SiC materials. Due to these advantages, including high-speed switching capacities, it has high expectations for applications for power semiconductors. GaN（氮化鎵）是 Ga（鎵）和 N（氮）的化合物。 與 Si（硅）半導(dǎo)體相比，使用 GaN 材料的功率半導(dǎo)體能夠在高溫下工作，具有較高的介電擊穿電場強(qiáng)度，與使用 SiC（碳化硅）材料的功率半導(dǎo)體相比，提供了更高的飽和電子遷移率和電子遷移率。 由于這些優(yōu)點(diǎn)，包括高速開關(guān)能力，它將有助于提升功率半導(dǎo)體元件的應(yīng)用預(yù)期。 意思是：為了應(yīng)對伺服電機(jī)連續(xù)工作時的溫升對集成驅(qū)動單元的影響， 在 Σ-7F 集成的驅(qū)動單元內(nèi)部，采用了某種（新型）功率半導(dǎo)體材料 GaN（氮化鎵），以確保其在達(dá)到較高的工作溫度時，依然能夠保持出色的功率輸出特性。 不過，以目前公布的有限數(shù)據(jù)資料，基本上很難看出這款新產(chǎn)品的外部輸出性能究竟如何，例如：頻響帶寬、調(diào)速和定位性能...等等，目測仍需待產(chǎn)品批量裝機(jī)實測后才能對其進(jìn)行驗證和評判。 ________________________________________ 總結(jié)下 Σ-7F 的一些特性要點(diǎn)： -輸出特性： ? 功率：100~400w（有計劃擴(kuò)容到 850w） ? 轉(zhuǎn)速：3000/6000 RPM -輸入特性： ? 輸入電壓：三相 AC 200~240V（-15% ~+10%） ? 電源模塊功率：1.5kW/3.0kW -控制系統(tǒng)： ? 控制總線端口：雙 MECHATROLINK III ? 適配控制器：MP3300