伴隨中國制造業(yè)產業(yè)升級由粗放模式轉向高質量、高層次、精細化模式，加上整體社會向著節(jié)約、綠色、低碳化轉型，使 得一體化方案越來越受到用戶市場的青睞，其中，微型直流低壓伺服驅動器也成為了一類較受關注的產品線。

　　最近幾年，微型直流低壓伺服驅動器是一類較受關注的產品線，究其主因是，伴隨中國制造業(yè)產業(yè)升級由粗放模式轉向高質量、高層次、精細化模式，加上整體社會向著節(jié)約、綠色、低碳化轉型，使得一體化方案越來越得到了用戶市場的重視。微型直流低壓伺服驅動器的主要應用優(yōu)勢有：小尺寸，結構緊湊，節(jié)省設備空間，更便于集成化設計;功耗低，低壓伺服功率密度高，轉換效率高，降低能耗;響應快，低壓伺服采用的計算芯片相對于交流伺服的性能更高，可以提高伺服的響應能力;適配電機類型多，在低壓領域可以通用等，這些都很好地滿足了當前企業(yè)高效生產的使用需求?？傮w而言，市場對于這類產品的要求是微型化，能夠盡可能地靠近電機安裝，無需拖鏈，同時，高功率密度、低功耗、集成化、模塊化的趨勢也愈加明顯。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段，中國低壓伺服驅動器的市場容量大約在5億人民幣左右，從目前市場供應來看，主流開發(fā)廠商包括：Elmo、Maxon、Copley Control、Technosoft、AMC、Ingenia、Synapticon等，以及國內本土的步科自動化、雷賽智能、和利時電機、微秒、高創(chuàng)、ISMC相石科技、固高科技、行動元、清能德創(chuàng)、華創(chuàng)智企等等。

　　有業(yè)內資深人士表示，其實，微型直流低壓伺服驅動器的市場規(guī)模并不大，僅為交流伺服驅動器市場的1%左右，但另一方面，市場對于這類產品的性能要求卻并不低。例如，在對電機支持方面，往往要求微型直流低壓伺服驅動器要能夠支持各種不同類型的電機，包括：伺服電機、步進電機、音圈電機、直線電機、DD馬達、無刷電機、直流有刷電機等等;另外，還需要兼容多種編碼器協(xié)議和工業(yè)總線，尤其是很多時候要求結合客戶工藝、結構進行定制化開發(fā)。這些也是由微型直流低壓伺服驅動器目前主要服務的市場性質所決定的，可以說，“小眾化、市場分散”——是這類驅動器應用市場的突出特征，正基于此，不同的細分領域也帶來了對產品性能及功能需求的差異化。

　　機器人應用成主力市場

　　以微型直流低壓伺服驅動器的主力應用場景——廠內物流AGV/AMR(自動導引運輸車/自主移動機器人)為例，伴隨當前中國高端智能制造的快速發(fā)展，在包括鋰電池、光伏、新能源等新興制造業(yè)中，人們敢于大膽嘗試新技術，在越來越多生產場景中開始逐漸采用AGV或AMR去取代傳統(tǒng)的人工搬運工作。AGV是一種移動機器人，為了滿足大范圍快速移動的需求，主要由蓄電池直流供電，電壓一般以48 VDC居多，功率范圍為50W~1kW，其中200W、400W和750W占據(jù)80%以上的市場份額。

　　在結構上，廠內物流AGV移動機器人由車體、蓄電池和充電系統(tǒng)、驅動裝置、轉向裝置、精確停車裝置、運動控制器、通信裝置、移載系統(tǒng)和導航系統(tǒng)等所組成。在驅動裝置部分主要包括電機、減速器、驅動器、控制與驅動

　　電路等，驅動系統(tǒng)一般有閉環(huán)方式和開環(huán)方式兩種，AGV電機驅動閉環(huán)方式主要以低壓直流伺服系統(tǒng)為主。針對廠內AGV對于電機體積、載重、速度、噪音、平穩(wěn)、安全等性能的高要求，一批廠商專門進行了定制化開發(fā)。例如，步科自動化、和利時電機、偉創(chuàng)電氣等廠商結合低壓伺服產品線，在體積、過載、效率、功能和易用性等方面，面向特定場景深入優(yōu)化設計，開發(fā)出了高集成度“電機+驅動器+減速器+輪子”四位一體的伺服輪結構，大幅縮減了AGV移動機器人的機構空間，不但具備低壓伺服電機系統(tǒng)高響應速度、高定位精度的優(yōu)良特性、無需外加減速機，而且還滿足了各種移動服務機器人對于低速平穩(wěn)、快速制動、出力大、靜音、防水等全方位的苛刻要求。

　　除了AGV、AMR、RGV(穿梭車)等特定應用之外，實際上，低壓伺服系統(tǒng)在協(xié)作機器人、泛服務機器人(如：建筑機器人、養(yǎng)殖機器人、物流機器人、生活護理機器人以及特殊醫(yī)療手術機器人)，甚至于未來的人形機器人等開發(fā)領域的應用前景也是十分可觀的。

　　近期，步科自動化還推出了高質量、高性價比的第五代低壓伺服系統(tǒng)——FD1X5系列低壓伺服系統(tǒng)，為市場提供了一種更緊湊、高效的機器人動力解決方案。這款低壓伺服搭載高算力平臺，主頻頻率提升2.4倍，位置環(huán)8K，速度環(huán)16K，可為機器人系統(tǒng)提供更快的響應速度及更精準的控制，確保卓越的性能表現(xiàn)和出色的控制能力。產品規(guī)劃供電電壓等級為24-96V，最大功率達5KW，可持續(xù)輸出電流普遍提升20%，過載能力更強，并且具備防飛車功能和電機過溫保護，全面保障設備和操作人員安全。

　　另外，為滿足重載型移動設備的市場需求，進一步開發(fā)大功率低壓伺服，也是很多廠商的目標。和利時電機公司推出的LS系列大功率伺服驅動器采用主流先進的數(shù)字信號處理芯片，具備“雙核”處理能力，支持5KW低壓伺服電機;內置高精密的電機控制算法，可實現(xiàn)多電機的實時協(xié)同控制，支持各電機協(xié)調運動和精確同步，完成復雜的動作和任務。

和利時電機開發(fā)的高集成度伺服輪驅模組

　　高功率密度產品仍是“藍?！笔袌?/p>

　　根據(jù)有關機構的市場調研顯示，目前市場上小于60V的直流低壓驅動產品較為普遍，但能夠滿足半導體、機器人、軍工等特殊領域應用的60-200V產品則相對較少。對此，有行業(yè)人士認為，這主要是因為受到功率半導體工藝制程的限制，有能力生產電壓在(60-200)V之間的高功率密度伺服驅動器的公司寥寥無幾，還是一片“藍?！笔袌?，僅有以色列Elmo等少數(shù)幾家公司能完全覆蓋到200V這一產品線，高功率密度、高端專用市場現(xiàn)階段還處于一個國際品牌壟斷的狀態(tài)。

　　例如Elmo公司開發(fā)的Gold Twitter系列伺服驅動器，其體積只有火柴盒一樣大小，卻可以達到5.5kW，功率密度甚至達455.49W/cm3，是常規(guī)產品功率密度的1000倍。這主要是依靠其中的驅動芯片(Gate Driver)來提升效率，這種驅動芯片實現(xiàn)了控制信號MCU到功率驅動(PowerMOS)之間的一個柵極驅動，是控制信號與功率器件之間的接口，這種驅動集成電路芯片可以有效減低系統(tǒng)設計復雜度、縮短開發(fā)周期、提高可靠性，并且每一個功率器件都必須要一個驅動芯片，因此驅動芯片有著不同的結構、耐壓絕緣等級、保護特性和封裝形式等。

　　Elmo近期推出的Titanium Solo Castanet是一款備受期待的新產品，它是基于氮化鎵功率開關技術的下一代雙軸功能安全伺服驅動器，適用于低直流電壓應用。該解決方案在100伏電壓下最高可達15安培，連續(xù)功率為2.4千瓦。

　　Titanium Solo Castanet 是 Elmo 基于氮化鎵功率開關技術的下一代雙軸功能安全伺服驅動器

　　而在醫(yī)療器械領域，諾萬特集團旗下的Celera Motion在手術機器人運動控制解決方案的開發(fā)方面也非常有實力，例如：適配于手術機器人機械臂關節(jié)的新一代EVEREST系列微型低壓直流伺服驅動器采用超緊湊型設計，待機功耗最低約為1W，超高功率密度，熱損耗小，工作效率最高可達99%，超低延時;在手術機器人的末端器械上，運動控制精度直接影響到最終的手術質量及安全性操作，需要用到準確實時的運動控制高精度力反饋方案， Celera Motion DENALI微型低壓直流伺服驅動器適用于在狹小緊湊的空間場合工作，并且發(fā)熱量極低，適用于手術機器人末端執(zhí)行器或醫(yī)生操作端等這些對溫度、發(fā)熱量控制有極高要求的應用場合。

Celera Motion EVEREST 系列微型低壓直流伺服驅動器

　　本土廠商最新開發(fā)動向

　　在微型伺服領域，與某些海外品牌相比，本土廠商基本上算是后進者，在目前的市場上，大部分也都是按照國際廠商的規(guī)格在開發(fā)產品，但與此同時，也有一批企業(yè)正發(fā)揮自身對本土市場反應迅速的優(yōu)勢，加快了在這一類產 品線的更新迭代速度。

　　ISMC相石科技于2019年推出了其首款微伺服產品Diamond鉆石系列——“放在手心的驅動器”，以其微小的尺寸、功率密度大和性能優(yōu)越在行業(yè)內小有口碑，成為公司的主打產品，之后，ISMC相繼又推出Ruby紅寶石系列——面向多軸高度集成場景、Amber琥珀系列——滿足客戶的二次開發(fā)需求，端子根據(jù)客戶需要靈活分布，方便客戶走線、Sapphire綠寶石系列——更適合惡劣的現(xiàn)場工況環(huán)境。ISMC基于供應鏈安全的需要，積極響應國家政策號召，憑借其強大的研發(fā)團隊、超前的技術實力和嚴格的質量控制，花費超過兩年的時間，經過上百次的器件認證測試，今年，ISMC成功研發(fā)出了全國產化ADP系列微型伺服驅動器。

　　據(jù)介紹，這款ADP系列微型伺服驅動器的元器件實現(xiàn)了全面國產化，提升了產業(yè)鏈自主可控能力，也是ISMC在全國產系列平臺上推出的第一款系列產品。該產品具有小尺寸、高功率密度、高帶寬、高精度和低EMC等特點;廣泛兼容支持多種通信協(xié)議和多種編碼器反饋，能夠輕松適配各種電機類型和控制器，實現(xiàn)靈活組合和快速部署。此外，其獨特的插針式接口設計，不僅簡化了安裝流程，更為客戶的定制化需求與二次開發(fā)提供了極大的便利。

ISMC 新推出的 ADP 系列微型伺服驅動器

　　今年8月，在原來FM1系列無框電機的基礎上，雷賽智能再次推出了新一代的FM2系列，它采用全新的電磁方案設計，溫升更低、連續(xù)扭矩更大、速度更快、穩(wěn)定性更高。近年來，基于雷賽智能20多年運動控制技術積累，以及對人形機器人市場需求的洞察，相繼推出了高質價比的高密度無框電機、靈巧手用的空心杯電機以及機器人專用微型伺服系統(tǒng)等產品，并積極與減速機等眾多伙伴洽談合作，努力為廣大人形機器人本體廠家升級降本，共同推動人形機器人產業(yè)發(fā)展。

　　雷賽LD3Mini系列功率涵蓋50W/100W/400W/750W，具有EtherCAT/CAN/RS485等總線接口、最快125微秒總線周期、三環(huán)矢量控制、高中低頻振動抑制等先進功能，同時具備小巧靈動、功能強大、易用高效、安全可靠四大核心產品特性，產品主要被應用于人形機器人、手術機器人、協(xié)作機器人、AGV/RGV移動機器人、醫(yī)療、3C電子、半導體等行業(yè)領域。此外，雷賽還可以根據(jù)客戶相關需求提供伺服驅動定制以及中空編碼器，以匹配客戶使用要求并獲得極致的伺服效果。

　　清能德創(chuàng)同樣也是一家聚焦機器人應用領域的專業(yè)伺服產品開發(fā)廠家，其開發(fā)的一款CoolDrive Mini ANT微型智能伺服采用GaN驅動技術，具有高效率、低損耗的特點;同時具有高功率密度、高開關頻率以及高帶寬響應，支持多種類型的編碼器以及全閉環(huán)控制，適用于人形機器人、機械狗等對于體積小且高爆發(fā)設備的應用場景。另據(jù)悉，清能德創(chuàng)目前是北京人形機器人創(chuàng)新中心的組建單位之一，并正積極參與建立國內外相關標準，為人形機器人共性技術的突破提供有力基礎支撐。該中心是在國家工業(yè)和信息化部和北京市經濟和信息化局指導下成立的、國內首家聚焦于人形機器人核心技術和產品研發(fā)以及應用生態(tài)建設的創(chuàng)新機構，由人形機器人行業(yè)的領軍企事業(yè)單位聯(lián)合組建。

雷賽智能 LD3Mini 系列微型伺服驅動器

　　結語

　　微型直流低壓伺服作為伺服系統(tǒng)的一個分支市場，整體規(guī)模容量較小，從成套系統(tǒng)來看，根據(jù)有關專業(yè)調研機構的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2022年中國低壓伺服系統(tǒng)的市場規(guī)模達到了12億元，預計未來需求將繼續(xù)保持穩(wěn)步增長，到2027年，市場規(guī)模預計將達到15億元左右。面對現(xiàn)階段市場下行壓力加大的形勢，持續(xù)結合特定市場需求，不斷豐富產品線，將會是支撐這類企業(yè)進一步發(fā)展的有效措施。除了各種類型機器人需要電池供電的應用場景之外，微型直流低壓伺服器在醫(yī)療器械、半導體、光伏/風電新能源、鋰電、3C電子等制造領域仍有大量可發(fā)揮的潛力空間。在中國制造業(yè)轉型升級的過程中，對精密加工的要求會越來越高，輕量化、高能效、高集成、高精密已成為行業(yè)發(fā)展的主旋律，這也意味著，包括微型直流低壓伺服系統(tǒng)在內的更多新技術將源源不斷地涌現(xiàn)在人們面前。