當(dāng)今伺服產(chǎn)品的發(fā)展正呈現(xiàn)出十分明顯的小型化趨勢，這與制造企業(yè)希望通過在空間有限的機(jī)電系統(tǒng)中使用更多、動(dòng)力性能更出色的運(yùn)控產(chǎn)品來提升設(shè)備自動(dòng)化水平的需求有很大關(guān)系。

本期，咱們就來聊一款超微型伺服驅(qū)動(dòng)器：GoldTwitter。

2014年5月，一家來自以色列的運(yùn)控產(chǎn)品廠商ElmoMotionControl推出了一款超微型驅(qū)動(dòng)器GoldTwitter，它能以不到18克的質(zhì)量和小于13cm3的體積為伺服電機(jī)提供4kW/50A的動(dòng)力輸出。全球最小的伺服驅(qū)動(dòng)器就此誕生。

之后的幾年間，GoldTwitter不僅一直保持著這項(xiàng)紀(jì)錄，還根據(jù)用戶需求，迅速實(shí)現(xiàn)了兩次重要的擴(kuò)容升級：

2016年10月，GoldTwitter動(dòng)力輸出提升至5kW/80A；

2017年11月，推出Double系列，動(dòng)力輸出提升至10kW/160A；

而就在2019年初，Elmo方面又在功能特性上對GoldTwitter完成了兩項(xiàng)更新。

先是推出了集成動(dòng)力與控制電源端口的單電源版本，進(jìn)一步幫助用戶節(jié)省了電源與線路的空間占用。

然后，改進(jìn)型號又通過了極端高壓的環(huán)境測試，讓GoldTwitter可滿足700個(gè)大氣壓（相當(dāng)于海底7km）的深水應(yīng)用。

有關(guān)GoldTwitter是如何做到讓幾厘米見方的小微“板卡”具備幾千瓦級別的功率容量和幾十上百安培的電流輸出能力的，目前公開的資料還十分有限。Elmo方面稱這是基于其獨(dú)有的FASS（FastandSoftPowerSwitching）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

具體來說，GoldTwitter內(nèi)嵌了一塊Elmo專用的定制芯片ICDVR，用于管理伺服驅(qū)動(dòng)的超大功率，并處理和應(yīng)對驅(qū)動(dòng)功率器件（FET/IGBT）所面臨的各種挑戰(zhàn)，如：功率開關(guān)元件的高負(fù)荷和電磁噪聲干擾...等等；其結(jié)果，一方面大大提升了功率元件開關(guān)動(dòng)作的速度和效率，另一方面，柔順的工作流程還有效的降低了動(dòng)力回路與功率元件的負(fù)荷和電磁噪聲干擾。按照Elmo的說法，GoldTwitter的效率可以達(dá)到99%，并且它的EMI電磁噪聲干擾基本上是可以忽律不計(jì)的。

從現(xiàn)有官宣材料看，Elmo一共為用戶提供了三個(gè)版本的GoldTwiter：基本款、Solo款和Double款。

其中，基本款和Solo款的功率容量基本相當(dāng)，分別為5.5kW和5kW；最高電流輸出均為80A；Double款功率容量為10kW，最高電流輸出為160A。

三款中只有Solo款是即插即用型，可直接安裝于電氣箱體內(nèi)部，長寬高（厚）尺寸小于49x42x38mm；而無論是基本款還是Double款，都是需要基于PCB板安裝使用的?；究畛叽缏孕?，無散熱板時(shí)小于35x30x15mm；Double版稍大，無散熱板時(shí)小于47x37x19mm。

電源輸入上，各款GoldTwitter都為用戶提供了多種電壓范圍的型號選項(xiàng)：

60VDC：6~55VDC

100VDC：10~95VDC

200VDC：20~195VDC

而在通訊端口方面，目前看GoldTwitter給出的選擇并是不多，主要EtherCAT或CANOpen這兩種，以及Solo款的標(biāo)準(zhǔn)RS-232和Solo款EtherCAT版的USB端口。

此外Elmo表示，其GoldTwitter可以支持單、雙和龍門閉環(huán)中的任何反饋傳感器。

GoldTwitter對于設(shè)備用戶的應(yīng)用價(jià)值是十分明顯的，其超高的功率密度極大的減少了驅(qū)動(dòng)組件的空間占用，將幫助在機(jī)電設(shè)備內(nèi)部節(jié)省出大量可用空間；更重要的是，它將有效的緩解運(yùn)控系統(tǒng)因軸數(shù)增加而帶來的硬件難以布置的困難局面，讓自動(dòng)化程度的提升突破物理空間的限制。如上圖所示，超過十個(gè)軸的GoldTwitter僅相當(dāng)于一臺通用伺服驅(qū)動(dòng)器所占用的空間。

不過，由于GoldTwitter本身超微的外形尺寸加之其基于板卡的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，它其實(shí)更適合被封裝整合到設(shè)備的機(jī)體內(nèi)部。

比如：可以將GoldTwitter直接置于直線電機(jī)的動(dòng)子滑塊上，直接省去了用于放置伺服驅(qū)動(dòng)器的電氣柜；同時(shí)，拖鏈系統(tǒng)中沒有了原來的電機(jī)動(dòng)力與反饋線，只剩下電源和通訊線纜，不但減輕了直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)負(fù)載，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)電磁噪聲故障的風(fēng)險(xiǎn)也因此降低不少。這在傳統(tǒng)的直線電機(jī)系統(tǒng)中，是完全無法想象的。

再比如，可以將GoldTwitter嵌入到機(jī)器人的關(guān)節(jié)中去，這將省去傳統(tǒng)機(jī)器人邊上那個(gè)巨大的驅(qū)控一體柜。盡管這事兒在協(xié)作機(jī)器人行業(yè)已經(jīng)有人開過先河了，我們之前報(bào)道過的機(jī)器人關(guān)節(jié)模組就是這個(gè)意思，不過考慮到GoldTwitter的輸出功率最高可達(dá)10kW，所以，一些中型工業(yè)機(jī)器人或許也是可以考慮使用此類集成驅(qū)動(dòng)的解決方案的。

類似的，AGV自行小車對這種超微型驅(qū)動(dòng)也是有比較明顯的需求的，而GoldTwitter在此處的優(yōu)勢自然還是其超高的功率密度，能夠?yàn)锳GV提供更高的動(dòng)力輸出。

當(dāng)然，也完全可以把GoldTwitter與伺服電機(jī)拼裝在一起，組成上圖所示的集成驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后整合到自動(dòng)化系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)運(yùn)控驅(qū)動(dòng)組件在設(shè)備現(xiàn)場的模塊化、分布式的布局。

說到這，估計(jì)肯定有讀者會(huì)問，除了超高的功率密度和超微的體積尺寸，GoldTwitter還有哪些特別之處呢，畢竟涉足上面這些應(yīng)用場景的運(yùn)控和自動(dòng)化廠商并不在少數(shù)嘛！

而關(guān)于這個(gè)問題，咱們就有必要了解下GoldTwitter背后的這家以色列公司了...

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