有框架直接驱动旋转 （DDR） 电机
如需详细资料请销售工程师：于洪超
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hongchao_yu@foxmail.com
我们的有框架直接驱动旋转（DDR）系列电机提供了一种高性能的免
维护伺服解决方案。它们不仅直径大，长度短，而且采用了多磁极
设计，因而实现了*的转矩密度。
将有框架DDR系列电机与我们全面的即插即用以太网AKD™伺服驱动器
配合使用，可以优化机器性能，并提高机器的整体效率。DDR电机可
以用作灵活的分度器，提供可编程的快速分度功能，其吞吐量远远
超过了传统机械或可变磁阻技术分度器。它还可以用来代替机械传
动结构，比如齿轮箱、同步带以及齿轮与齿条减速器。
有框架DDR电机的优势
• 不需要维护，准确度更高，带宽更大• 运动速度更平滑，减少了噪音
• 动力传动没有背隙
• 无须使用联轴器、齿形带、心轴以及其它装配组件等传动
部件
• 没有齿轮箱，不需要润滑
• 多种尺寸和转矩，可以适应任何直接驱动旋转
（DDR） 应用
• 提高了整个系统的性能
• 扁平式、紧凑型驱动解决方案
• 便于搭配/匹配的电机和驱动器（不需要序列号）
• 在连续速度应用中，速度可以达到800 rpm
• 简化的高转矩密度永磁设计方案• 比可变磁阻电机的速度更快，转矩更大
• 对大惯量负载进行快速分度操作，峰值转矩可达990 lb-ft
• 对重型负载进行分度操作，zui高轴负载可达12,700 lbs
• 可以操作负载偏心较大的电机，负载可达472 lb-ft
• 采用大型穿通镗孔，可以在电机中心提供过程流体、
气动和电气通道
• 降低噪音，减少部件数量，降低拥有成本
• 机器结构更紧凑，缩短了设计时间
有框架DDR电机
Motor Gearbox
Motor
Application Problem Solution Benefits
l /i li
DDR
DDR
DDR
DDR
应用问题 解决方案 优点
电机
电机
电机
齿轮箱电机
传动皮带 / 皮带轮
• 零维护
• 无传动皮带调节 / 更换
• 无传动皮带柔性
• 伺服性能更好
• 简化的机械安装
• 扁平外形
• *运行
• 部件数目更少
• 空心轴
齿G轮电机 / 直角/ / i联机h
• 零维护
• 无齿轮箱润滑
• 无齿轮箱背隙
• 伺服性能更好
• 扁平外形
• *运行
• 空心轴
大型立式轮
• 零维护
• 无传动皮带调节 / 更换
• 无传动皮带柔性
• 伺服性能更好
• 分度时间更快
• 简化的机械安装
• *运行
• 部件数目更少
• 空心轴
旋转分度器
• 零维护
• 无齿轮箱润滑
• 无齿轮箱背隙
• 伺服性能更好
• *运行
• 部件数目更少
有框架DDR电机属于多极（16到32）空心轴电机，带有自己的轴承和高分辨率编码器系统。它们直接连接到负
载，可以实现精密度和重复度非常高的系统。有框架DDR电机不需要维护，操作噪音更低，其动态性能比使用
齿轮、皮带、凸轮或其它机械传动部件的系统更好。
有框架DDR的优势
直接驱动的优势
与以前采用机械分度器的设计方案相比，直接驱动方案在如
下方面更为出色：
可重复性更好
有框架DDR的重复误差小于1弧秒，比机械分度器要好很多。
性能不会随着时间而下降
直接驱动系统的性能、精度和可重复性不会像机械分度器那
样随着时间而下降。如果采用机械分度器，经过一段时间后
部件会磨损，使精度和可重复度下降。
迅速停止
如果相关过程出现错误，直接驱动系统会迅速停止。机械分
度器则需要几个周期才能停止，这样容易损坏加工部件和机
器。
显著降低噪音
如果采用机械分度器，噪音很大，两个人需要大声喊叫才能
听见对方。而如果采用有框架DDR，则几乎听不到它操作的
声音。
方便地更改轨迹
使用有框架DDR，很容易更改转位角度、速度、加速度以及
停歇时间等运动参数。机械分度器不支持灵活的运动轨迹。
提升价值
与其替代的机械分度器相比，有框架DDR价格非常有吸引
力。如果考虑上述其它优势，毫无疑问有框架DDR是更好的
选择。
有框架DDR的优势
以医疗制造机器为例，有框架DDR电机提高了这种机器的性
能。
如图所示，产品位于机器转台外侧的转动架上。115公斤的负
载轮惯量为20kg-m2。共有96个钢销，要移动的转位角度为3.5
度。
在不到100毫秒的时间即可完成运动。
DDR电机的特点
• 四种机框尺寸
• 耐用的交叉滚子轴承
• 双轴承选件
• 符合IP67标准的选件
• 连续转矩范围：从5.8 Nm（4.3 lb-ft）到339 Nm（250
lb-ft）
• 采用多*效电磁设计，优化了转矩输出
• 集成了高分辨率正弦编码器
• 每转计数134,217,728，27位
• 反馈精度:+/-26弧秒
• 重复误差低于1弧秒
直接驱动技术
传统伺服系统的机械传动一般带有齿轮、齿轮头、皮带/皮带轮或
凸轮，它们连接在电机和负载之间。
如果采用直接驱动技术，则不需要机械传动，电机直接连接到负
载。
为什么要使用直接驱动技术?
提高精度和可重复度
一个“高精度”行星齿轮头的背隙可以达到1弧分。对于稳定驱动电
机，这可能使负载移动1弧分。科尔摩根的标准直接驱动旋转（DDR）伺
服电机的重复误差小于1弧秒。因此，直接驱动电机的位置保持能力比传
统电机/齿轮头好60倍。
直接驱动技术提高了精度以后，可以使机器生产更高质量的产品：
• 印刷套准更精确
• 可以更精确地固定切割或进给长度
• 与其它机器轴的协调更精确
• 分度位置更准确
• 避免了背隙所导致的问题
更大的带宽
机械传动部件限制了机器的启动和停止速度，并限制了所需的整定时
间。这些因素影响了机器可能的吞吐量。
直接驱动技术消除了这些限制因素，可以实现更快地启动/停止操作，并
显著缩短了整定时间。这样可以增加机器的吞吐量。根据直接驱动系统
用户提供的数据，可以将吞吐量增加一倍。
提高可靠性，不需要维护
齿轮、皮带和其它机械传动部件可能会折断。如果不使用这些部件而使
用DDR电机，就可以提高机器的可靠性。在磨损比较严重的启动/停止应
用系统中，齿轮头需要定期进行润滑和/或更换。皮带需要定期拧紧。在
直接驱动电机中没有会随着时间磨损的部件，因而不需要维护。
伺服电机和齿轮头
直接驱动器电机
提高重复能力
提
部件更少
对于直接驱动电机，只需要电机和安装螺栓即可。它们通
常可以取代很多部件，其中包括托架、防护装置、皮带、
皮带轮、张紧器、联轴器和螺栓，从而带来如下益处：
• BOM上的部件更少。需要购买、安排、库存和控制的部
件数量更少，要组装的部件也更少。
• 对于采用机械传动的伺服设备，组装需要几个小时，对
于DDR伺服，则只需要几分钟。
• 降低成本。虽然直接驱动电机的价格可能略高于相同转
矩的电机/齿轮头，但是考虑到它不需要使用机械传统伺
服系统的很多部件，并节约了所有额外部件的工作量，
因而总体上仍然减少了成本。
无惯量匹配要求
带有机械传动的伺服系统需要进行惯量匹配，这限制了折
算后的负载惯量，使其不能超过电机惯量的五到十倍。如
果不满足此限制条件，则会因为不稳定性问题而导致系统
难以控制。因为机械传动系统有惯量匹配限制，所以机器
设计者经常需要使用比刚好满足惯量匹配要求的电机规格
更大的电机。
而直接驱动技术则不需要采用这种定规方式。因为电机直
接与负载相连，所以电机在负载的惯量为公共惯量。因
此，在使用DDR的时候不需要进行惯量匹配。DDR应用的惯
量比大于11,000：1。
降低噪音
采用DDR电机的机器噪音非常低，只有20dB，低于采用机械
传动的相同机器。
可以选择的三种DDR产品
科尔摩根拥有50年的电磁和机电设计经验，并为客户提
供高品质的产品和服务。我们在此基础上对DDR技术产品
进行细化和扩展，将其分成三类，以方便安装和使用，
并缩短供货时间：KBM无框DDR、有框架DDR以及模块化
DDR。这样就可以为您的应用选择合适的DDR产品。
KBM系列无框DDR
无框电机包括分离的转子和定子组件，它们可以集成到被
驱动负载中，位于其轴承上，并成为负载的一部分。无框
电机是结构zui紧凑，zui轻的DDR解决方案。KBM系列是科
尔摩根的无框DDR产品。它采用了专有的钕铁硼磁体
转子结构以及斜电枢组件，具有出色的转矩/体积比。
有框架DDR
有框架DDR是一种带外壳的电机组件，带有工厂校准的
高分辨率反馈设备和精密轴承，在旋转分度和速率转台
应用中可以作为核心部件。该系统还可以用作柔性分度
器，提供可编程的快速分度功能，其吞吐量和精度远远
超过传统机械或可变磁阻技术分度器。
模块式DDR
这种电机是业内*种将无框DDR技术在节约空间
和性能方面的优势与全机框电机便于安装的优势结
合起来的产品。该电机包括转子、定子以及工厂内
校准的高分辨率反馈设备，电机需要机器的轴承支
撑转子。通过一个新式压缩连接装置将转子连接到
负载，定子框架安装到机器上，其螺栓圆周和法兰
直径与传统伺服电机类似，不仅节省了空间和设计
时间，也简化了整个系统。
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