傳統的驅動技術，電機輸出的扭矩比較有限。在驅動較大的負載時，通常都會通過各種機械裝置，如：絲桿、齒輪箱、皮帶輪等，提升最終連接到機械設備的驅動力矩。然而，變速箱、同步帶、滑輪或絲槓等這些機械傳動也同時會引起齒隙、機械損失和令人反感的噪音，降低機器性能，增加機器尺寸和重量。這種複雜的機械結構不僅導致較低的傳動性能，還為系統的安裝調試和使用帶來諸多不便。
最近幾年來，在電氣傳動工程領域裡顯示出明顯地轉向直驅傳動系統的趨勢。 一方面，由於能源成本在成本結構中的作用越來越重要，所以現在的企業在生產過程中都被迫更加重視能源效率以保持競爭力；另一方面，他們都面臨著在動態性能和生產力之間保持最佳平衡的挑戰。
直接驅動系統是解決這個問題的理想之選。 直接驅動系統省去了很多組件與傳動部件，簡化了整體機械設計，使整個系統非常緊湊。直接驅動系統擁有高精度、高可靠性的特點，最重要的是不需要維護。沒有皮帶或齒輪箱等機械動力傳動部件，只需要電機和螺栓即可安裝。這樣一來，不僅讓機械製造商的設備製造更加容易，也使得終端用戶的應用集成更加簡單。
什麼是直接驅動
直接驅動就是在驅動系統控制下，將直驅電機（力矩或直線）直接連接到負載上，實現對負載的直接驅動。
採用此種結構，所有機械傳動部件（滾珠絲槓、齒條與齒輪、皮帶與皮帶輪，以及齒輪箱等）均不再需要，消除了由機械傳動帶來的反向間隙、遲滯、彈性及與之相關的其它問題。
直驅電機大體上看包括直驅旋轉電機（ ddr，通常也稱作直驅力矩電機）和直驅直線電機（ddl）
直驅力矩電機（DD馬達）
直驅力矩電機由同步伺服電機演化而來，通常具有較多的磁極對數和較高的功率密度，因此在低轉速下具備超大的輸出力矩。直驅力矩電機大體上可以分為有框直驅電機、無框直驅電機和模塊化直驅電機（有框無軸承）。
這其中又以有框直驅電機最為常見，它主要由框架、繞組、磁鐵、軸承和伺服反饋等元件組成。
無框直驅電機顧名思義沒有框架，分離的轉子和定子分別直接固定到機械負載上，依靠機械設備的軸承相對運動，不需要任何額外的機械傳動部件。
模塊化直驅電機則結合了以上兩者的特點，採用了無軸承的設計，電機的轉子直接安裝在機械的旋轉軸上，具有與普通電機相似的安裝便利性。
直驅直線電機
直驅直線電機的原理相當於從中心剝開後平鋪擺放的同步伺服電機，其一半為週期性重複的永磁體，另一半為繞組線圈。直驅直線電機主要有兩種機械結構：有鐵芯直線電機和無鐵芯（無槽）直線電機。
有鐵芯的直線電機單位體積推力輸出較大，適用於高加減速和移動較重的負載，但也因此可能受到齒槽效應的影響；而無鐵芯直線電機則適用於較輕的負載，線圈組件和磁路之間沒有任何的引力，可以實現超平滑的運動。
直接驅動的特點
設備製造商和集成商經常認為直驅電機的成本很高，但事實上如果從設備系統的整個生命週期看，由於能夠幫助簡化機械設計、優化動力傳動環節、減少連接組件、減輕總體負載，使用直驅電機將有機會幫助企業極大的提升其運營效率，並降低總體使用成本。
壽命更長 – 維護更少
傳統的系統中絲桿、齒輪、皮帶等機械傳動部件會產生磨損。因此，這些機械部件均需要定期維護和檢修，如：絲桿和齒輪需要定期進行潤滑或更換，皮帶需要定期張緊等。
能效更高
由於減少了中間的傳動部件和不必要的磨損，能源利用的效率得以大幅的提升。
由於直接驅動系統中沒有這些傳動部件，因此幾乎沒有磨損。由於不再需要更換皮帶、齒輪和潤滑油等，直接驅動系統的維護時間和成本都會顯著減少。
實時性更強
傳統的機械傳動部件限制了機器的啟停速度和調整時間。
直接驅動技術則消除了這些限制因素。由於傳動系統不需要彈性聯軸器元件， 因此傳動系統實時性更佳，動態性能更好，可以實現更快地啟停操作，並顯著縮短了整定時間
精度和重複性精度更高
傳統驅動系統的性能通常會受到多種機械間隙的限制，導致最終的定位精度產生偏差。例如，高精度行星齒輪頭的背隙可以達到 1 弧分，這意味著負載的定位也會相應的產生至少 1 弧分的偏差。雖然可以使用複雜的機械結構對其進行補償，但是這通常意味著更高的研發、設計和實施成本。
而直接驅動系統由於沒有額外的機械部件，可以將機械誤差降到最低，從而提高最終的定位精度。一款精密的直驅力矩電機的重複精度通常可以高達 1 弧秒。
設計緊湊
直接驅動系統完全摒棄了通過傳統機械結構提升傳動力矩的理念，將電機直接與機械設備相連，從而因消除了複雜的傳動結構而省去大量空間佔用。
這樣直驅系統中的組件將得以大幅減少，整個系統非常緊湊。對於設備製造商來說，整體設備的設計更加優化；而對於最終用戶來說，設備所需的安裝空間則會更小。
無需慣量匹配
帶有機械傳動的伺服系統往往需要進行慣量匹配，例如：折算後的負載慣量不能超過電機慣量的 n 倍。而由於機械傳動系統對慣量匹配的限制，機器設計人員經常要選用略大於慣量匹配要求的電機規格。
而因為直驅電機與負載是直接相連著的，它們二者的慣量因為綁定在一起而成為了系統的公共慣量，所以在使用直驅電機的時候幾乎不需要進行慣量匹配。
更安靜
由於沒有額外機械傳動部件運轉帶來的噪音，採用直驅電機設備的噪音將得以顯著降低。
最後再來看看直驅電機的應用領域。
常見的直驅電機應用領域包括：
- 醫療行業：CT、MRI
- 電子行業：旋轉分度機器、迴轉臺、旋轉軸
- 物流行業：物料搬運、機器人
- 機械製造行業：伺服壓機、機床迴轉軸、擠出機、輥輪、注塑機
- 航空航天領域：天線和衛星的平臺
閱讀更多 高工智能小吳童鞋 的文章
