機械制造業(yè)者總是致力于追求更高的生產(chǎn)力和更高的產(chǎn)量（當(dāng)然是以更低的成本來進(jìn)行）。這個目標(biāo)可以通過更優(yōu)秀的機械動力表現(xiàn)和更高的準(zhǔn)確率來達(dá)成。

典型的高速和精密機械涉及復(fù)雜的過程力學(xué)，有時候關(guān)系到機械減速裝置（齒輪）、伺服電機、伺服驅(qū)動器、電源和機械控制器。

機械負(fù)載的控制是通過將電力轉(zhuǎn)換為機械功率來實現(xiàn)。

當(dāng)主電源所供應(yīng)的電力等同于所消耗的機械功率時，就是理想而高效的轉(zhuǎn)換，這也正是制造過程所需要的。

然而，轉(zhuǎn)換程序牽涉到許多效率低下之處以及環(huán)境污染，以致于整個過程非常不環(huán)保，即“不夠綠色”。

埃莫在機械設(shè)計和實現(xiàn)的重點領(lǐng)域上，一直致力于降低“機械環(huán)境污染”：

1.優(yōu)質(zhì)的功效

2.共享的直流電總線

3.步進(jìn)伺服直驅(qū)

優(yōu)質(zhì)的功效

通常在討論“綠色環(huán)境”時，第一個會想到的就是熱的生成。然而電磁干擾、機械故障和電力不穩(wěn)等，仍然對環(huán)境造成了顯著的不良影響，衰減的情況更造成功耗增加、損失更高的結(jié)果。

伺服系統(tǒng)的“優(yōu)質(zhì)功效”是什么？

優(yōu)質(zhì)功效就是能為負(fù)載準(zhǔn)確地提供所需動力的能力，換句話說，就是“不多不少剛剛好”。

對機械負(fù)載任何意外或不必要的傳輸（過多或不足）就是噪聲，噪聲也造成了電和機械性的污染：

*寄生諧波和不必要的諧波（電力的和機械的）

*過熱（在驅(qū)動器、電機和機械負(fù)載上）

*電磁干擾

*機械振動和機械共振

*共振（機械的和電力的）

這些“非綠”效應(yīng)根本上減損了系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。

針對這些故障和干擾，傳統(tǒng)的解決辦法是添加特定的元件進(jìn)去，如大型的線路濾波器、線路電感器、額外的散熱片和風(fēng)扇等。在某些情況下，機械結(jié)構(gòu)的部分需要做些調(diào)整才能變得更有彈性和穩(wěn)定。在其他情況下，“單單”放慢操作就能避免部分的振動和共振的發(fā)生。

大多數(shù)的解決辦法都會膨脹機械的尺寸、設(shè)計和操作勞力、成本，以及設(shè)備的散熱量。

伺服鏈上的各環(huán)節(jié)（負(fù)載、電機和驅(qū)動器）是這些造成膨脹的解決方案的主要部分。埃莫的方法則是強調(diào)伺服驅(qū)動器在降低整體污染上扮演了關(guān)鍵的角色，這可以通過驅(qū)動器本身來降低，也可以通過伺服鏈上其他元件來降低。

埃莫的哲學(xué)：

“不生成熱，就不需要散熱?！?/p>

“不制造噪聲，也就不需要消除噪聲?！?/p>

“運用先進(jìn)智能控制系統(tǒng)，就能免去機械的修改調(diào)整。若以上都做到了，不止性能表現(xiàn)會提升、成本會降低、投入市場時間會縮短，還能創(chuàng)造出‘更加綠色環(huán)保的機械’?！?/p>

理想的伺服驅(qū)動器要能提供給機械負(fù)載相應(yīng)的需求功率

（速度和轉(zhuǎn)矩），保證幅度和時序的同步。

然而，實際的動力轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)不及于理想情況，看起來更接近以下的情形：

動力轉(zhuǎn)換上典型的“寄生”效應(yīng)

動力轉(zhuǎn)換和伺服操作之間有什么關(guān)聯(lián)？

伺服運作主要關(guān)系到轉(zhuǎn)矩/力的性能表現(xiàn)，但是

   功率  = KP * 速度 * 轉(zhuǎn)矩（或力）

那么，優(yōu)質(zhì)功效就代表了高性能表現(xiàn)和順暢的速度與轉(zhuǎn)矩 = 伺服操作。

伺服驅(qū)動器的操作確定是關(guān)鍵的決定因素，它由三個會造成環(huán)境污染的“時域”組成：

*速度與位置回路，機械領(lǐng)域

*轉(zhuǎn)矩/力的性能表現(xiàn)，電力領(lǐng)域

*動力轉(zhuǎn)換，脈沖寬度調(diào)制（PWM）領(lǐng)域

脈沖寬度調(diào)制（PWM）

影響伺服系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)的主要因素中，有幾個受PWM動力轉(zhuǎn)換程序而左右：

*效率

*電磁干擾

*線性度

*響應(yīng)和帶寬

埃莫的獨家動力轉(zhuǎn)換技術(shù)，F(xiàn)ASST:”快速軟開關(guān)技術(shù)”克服了前述的缺點和限制。

埃莫最新的Gold Twitter就是一個很好的范例，它也集成了一個綠色環(huán)保伺服驅(qū)動器的必要元素。這是功能最強、納米級超小尺寸、高效、電磁干擾幾可忽略、智能控制的伺服器，“它可以被安裝在各種位置”。

開啟

完美的PWM轉(zhuǎn)換系統(tǒng)非?？焖伲?lt;200 ns），深開啟飽和，高效，且應(yīng)力極低，電磁干擾幾可忽略（極低的恢復(fù)電流）。

關(guān)閉

完美的PWM開關(guān)系統(tǒng)非?？焖伲?lt;100 ns），深開啟飽和，高效，極低的應(yīng)力，電磁干擾幾可忽略（沒有電壓過沖） 。

埃莫的伺服驅(qū)動器展現(xiàn)了優(yōu)異的效率。

例如：在50V/ 50A時，埃莫的驅(qū)動器功耗 ≈17瓦特，而同業(yè)的驅(qū)動器在同樣條件下卻有120瓦特的功耗。

由于快速而順暢的開關(guān)轉(zhuǎn)換，深開啟飽和，電磁干擾幾可忽略，順暢而線性的轉(zhuǎn)換， Gold Twitter可以達(dá)到：

*投入 ≈ 4000W 而功耗<20W ；

*更大的帶寬，電流（甚至可達(dá) >4.5 KHz），高速，定位準(zhǔn)確；

*更快 而且更精準(zhǔn)的響應(yīng)時間；

*特別寬的線性電流回路。動態(tài)范圍為2000:1（一個50安培的驅(qū)動器可以以 0.025 安培驅(qū)動電機而仍能維持穩(wěn)定順暢的運作。）

*先進(jìn)的控制濾波器范圍多樣，能滿足各種伺服負(fù)載的需求。

幾可忽略的電磁干擾

結(jié)果就是一個帶有極高功率密度的納米級超小尺寸驅(qū)動器：

?

Gold Twitter所產(chǎn)出的功率密度比 Gold Hornet 系列的驅(qū)動器還高出5到6倍。在Gold Twitter推出前，Gold Hornet系列可是功率密度產(chǎn)出上的世界冠軍。

效率和“無噪聲”意思是需要消散的熱更少，不需要靠外力來減噪，體積更小，可以被安裝在移動的負(fù)載上，在電機上，電機內(nèi)或電機旁，“布線惡夢”不再（尤其是移動電纜，它們不止昂貴，壽命不長，還會增加機械的能耗）。

所有以上特色帶來的結(jié)果就是用電更少，機械設(shè)備更輕巧，也能降低功耗和整體的污染情況。除了更加環(huán)保外，性能表現(xiàn)更好，成本更經(jīng)濟。

轉(zhuǎn)矩/力的控制

順暢、穩(wěn)定、快速響應(yīng)的轉(zhuǎn)矩不止對伺服表現(xiàn)來說非常必要，對于降低功耗、電和機械性不必要的諧波來說也非常重要。

所生成轉(zhuǎn)矩的質(zhì)量受到2個根本功能左右：

*矢量控制

*電流回路

在矢量控制法上，轉(zhuǎn)矩為：

*轉(zhuǎn)矩 = K * Icurrent * VBEMF

       = K * Icurrent * VBEMF *COSθ+ K * Icurrent * VBEMF * SINθ

*只有 K * Icurrent * VBEMF* COSθ 生成“真正的”轉(zhuǎn)矩。

*K * Icurrent * VBEMF* SINθ 為“純粹的”轉(zhuǎn)矩衰減、熱損失和擾動。

*對高質(zhì)量的轉(zhuǎn)矩來說， Icurrent 和 VBEMF 必須盡可能接近正弦波形。

*VBEMF 是電機的 特性

*Icurrent 是伺服驅(qū)動器所“生成的”

所實現(xiàn)的高質(zhì)量且高效轉(zhuǎn)矩：

*當(dāng)θ = 0 (COSθ=1)時達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩

*當(dāng)θ 恒定，不隨時間的變動而變動時，就能產(chǎn)生順暢而穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。

*矢量控制回路努力地生成正弦曲線Icurrent 并保持θ = 0。

COSθ≠1的結(jié)果：

*轉(zhuǎn)矩衰減

*轉(zhuǎn)矩擾動

*過熱

高性能表現(xiàn)的矢量控制能在各種條件下達(dá)到COSθ=1 ，再加上順暢穩(wěn)定的高轉(zhuǎn)矩所帶來的反電勢換向，因此不需要更多電流，也不需要用上更多功率來達(dá)到所需的轉(zhuǎn)矩。

在COSθ≠=1 的任何操作都是浪費能源的，而且會制造多余的熱。

電流回路的性能表現(xiàn)受到伺服驅(qū)動器的3項能力左右：

*電流回路帶寬

*電流回路響應(yīng)時間

*電流回路動態(tài)范圍

先進(jìn)且“清潔”的功率級設(shè)計和電流回路運作，連同EASII（ 埃莫的應(yīng)用工具軟件），實現(xiàn)了最佳的電流回路性能表現(xiàn)，也因此準(zhǔn)確地提供負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩，沒有多余的動力，沒有能耗過沖和瞬態(tài)等。

速度控制與位置控制

極大的帶寬和高度精準(zhǔn)的電流、速度和由EASII（“帶領(lǐng)您完成整個任務(wù)的工具”）調(diào)定的位置，使得您能以最小/可忽略的“寄生”效應(yīng)對機械負(fù)載做出最佳的控制。

埃莫的哲學(xué)：

“我們會讓您的機械創(chuàng)造出最大成果。”

運用埃莫性能強化的智能型先進(jìn)伺服控制，在很多情況下能使得機械的寄生效應(yīng)變?nèi)酰蚨馊チ税嘿F的機械調(diào)整的需要。消除機械的寄生效應(yīng)也成為一個“更綠色環(huán)?！钡慕鉀Q方案。

以下范例是搭配EASII（埃莫的應(yīng)用工具軟件）進(jìn)行配置和調(diào)整的埃莫驅(qū)動伺服器，所展現(xiàn)出來的高速、順暢、無振動的性能表現(xiàn)。

*非?？焖俚捻憫?yīng)，低過沖

*高分辨率、穩(wěn)定且“無振動”的運作

埃莫如何達(dá)到優(yōu)質(zhì)的綠色環(huán)保功率控制呢？

*帶寬（電流、速度、位置、矢量）和快速響應(yīng)讓所需的速度X轉(zhuǎn)矩/力（功率）得以供應(yīng)/準(zhǔn)確而迅速地被吸收。

*矢量控制：智能、非常精準(zhǔn)而迅速的矢量控制，帶來“順暢的”轉(zhuǎn)矩和功率，也消除了效率低下的情況。

*先進(jìn)的調(diào)整工具濾除寄生的、非線性的效應(yīng)（共振、摩擦、慣性…），因而消除了應(yīng)用的“功率污染”。

*高效率的動力轉(zhuǎn)換形成了非常低的“多余”功率。

*獨家的FASST動力開關(guān)技術(shù)形成了非常高的線性度、快速的響應(yīng)、最高效率，電磁干擾幾可忽略– “順暢”的伺服操作而且零污染。

共享的直流總線

一個伺服操作牽涉到以下速度-轉(zhuǎn)矩平面上所有4個象限的能流。

在象限1和3，動力為正向，也就是動力從驅(qū)動器流向電機，在電機內(nèi)，動力從電力形式轉(zhuǎn)換為機械形式，然后再傳送至負(fù)載。此為電機驅(qū)動操作。

在象限2和4，動力為負(fù)向，也就是動力從機械負(fù)載反向流回電機，在電機內(nèi)，動力從機械形式轉(zhuǎn)換為電力形式，然后再傳送至驅(qū)動器。此為再生式操作，有時候也稱為剎車。

在電機驅(qū)動操作上，被轉(zhuǎn)換為機械能的動力被用來推動機械負(fù)載。

以交流電/電力網(wǎng)絡(luò)操作時，要對伺服驅(qū)動器供電有兩種基本的拓?fù)浼軜?gòu)。

“共享直流電總線”的拓?fù)浼軜?gòu)，以供應(yīng)多重伺服驅(qū)動器電力。

在“共享直流電總線”上，“多重”伺服驅(qū)動器運用單一一個電源。

“交流電公用總線”  

在“交流電公用總線”上，每一個伺服驅(qū)動器各有獨立的電源。

驅(qū)動交流電伺服驅(qū)動器

在伺服驅(qū)動器內(nèi)交流電供應(yīng)的電流，驅(qū)動電流從主電源流向動力轉(zhuǎn)換級。

再生交流電伺服驅(qū)動器

在伺服驅(qū)動器內(nèi)交流電供應(yīng)的電流。在再生（剎車）上，電力從動力轉(zhuǎn)換級反向流回直流總線。

“反向”的動力會儲存總線電容和部分的跳閘電壓。分流器會開啟并耗散反向功率。主電源并未提供動力。

驅(qū)動和再生交流電伺服驅(qū)動器

兩個交流電伺服驅(qū)動器，一個驅(qū)動并消耗主電源供應(yīng)的電力，另一個則在內(nèi)部再生并耗散反向功率。

在高動態(tài)、極低摩擦、高速升減速、高傳送量的先進(jìn)的機械上，反向功率可達(dá)機械軸上總功耗的2%- 5%。

在直流共享總線上，所有驅(qū)動器都連接上同一個直流總線，而再生反向功率則用來驅(qū)動其他機械軸。

其優(yōu)點為：

*不需要內(nèi)部耗散反向功率

*驅(qū)動器不需要散熱，因此不需要額外的冷卻裝置，如更大的散熱風(fēng)扇等。

   說明：

   散熱是通過常見的分流器操作完成，所散的熱通常比PWM 橋所散的熱高更多。

*主電源電力消耗較少。

*需要整流成直流電壓的交流電更少。交流電整流是熱生成的一個大來源，這會大大地降低效率。

在多軸機械上所節(jié)省的能耗可達(dá)>5%。

在比較極端的情況上，如“張力控制”（卷繞-放卷機），節(jié)能的情況甚至可達(dá)>80%。

埃莫的Tambourine（TAM）是以“共享直流總線”方式設(shè)計的緊湊型電源，用來為多重 伺服驅(qū)動器供應(yīng)電力。

怎樣才是“伺服驅(qū)動器的供電”？

伺服操作的本質(zhì)要求電源具備特定的特色才行。在大多數(shù)的情況下，這些電源是單相或三相的交流電，“直接與主電源連接”或通過獨立的變壓器再連接主電源。

伺服操作需要的電壓電源必須穩(wěn)定、簡單、能滿足“瞬時”高功率需求，并處理往復(fù)電機的動力（4個象限）。

此外，供電必須耐受“惡劣”的操作環(huán)境：電壓不穩(wěn)、高脈沖、瞬態(tài)、突發(fā)、電磁干擾、高機械振動和機械沖擊、極端的溫度、高濕度等。  

TAM就是專為應(yīng)付這些特別的“艱難”情況需要而設(shè)計出來的產(chǎn)品，它有兩個主要的“功能性伺服”任務(wù)：

*供應(yīng)驅(qū)動伺服驅(qū)動器直流電壓總線所需的直流總線電壓

*自電機和機械負(fù)載“吸收”所再生/剎車的功率

要實現(xiàn)上述目標(biāo)，TAM發(fā)揮以下的功能：

*將交流電壓整流成直流總線電壓

*作為雙向“能量儲庫”以滿足伺服系統(tǒng)持續(xù)或突發(fā)的功率尖峰需求

*并聯(lián)穩(wěn)壓器用以吸收從負(fù)載而來再生的或剎車的動力

*突波電流限制器

*高頻電流紋波“吸收器”

*過濾往復(fù)伺服驅(qū)動器的電磁干擾

*線電壓瞬態(tài)保護(hù)

*安全

圖一：伺服驅(qū)動器的電源供應(yīng)簡圖

“共享直流電總線”的優(yōu)點

*共享資源。伺服應(yīng)用電力消耗的本質(zhì)就是無數(shù)次功率升降，需要瞬時的高功率尖峰，所需的平均功率則非常低。在“交流電公用總線”上，每一個伺服驅(qū)動器的供電段必須被設(shè)計成能滿足尖峰功率需求。相反地，通過“共享直流電總線”，平均/總瞬時電耗則低得多。

“共享直流電總線”的其中一個優(yōu)點就是共享的并聯(lián)穩(wěn)壓器。伺服操作有一個特色就是短而劇烈的剎車或換向。既然驅(qū)動器同時全部再生動力返回直流總線很少見，一個“共享的”并聯(lián)穩(wěn)壓器就可以同時服務(wù)多個伺服驅(qū)動器。而在“公用交流電”的情況，每一個并聯(lián)穩(wěn)壓器必須夠大才能吸收電機再生的動力，而且無法得到周圍其他并聯(lián)穩(wěn)壓器的支持。因此，就造成了多余并聯(lián)穩(wěn)壓器的浪費。

在很多伺服應(yīng)用上，當(dāng)一個伺服驅(qū)動器剎車時，其他的則處于“電機驅(qū)動”狀態(tài)（耗電）。共享一個直流電總線則甚至不需要啟動并聯(lián)穩(wěn)壓器，就能讓能流從剎車驅(qū)動過渡到電機驅(qū)動，因此減少了再生過程中相當(dāng)?shù)臒岷纳?。而在“卷繞-放卷”應(yīng)用的情況，甚至可以減少超過80%的能耗。

*避免重復(fù)。 連接上交流電的任何電源都需要同樣的必備“成分”：橋式整流器、電壓抑制器、突波電流限制器、電磁干擾電路、并聯(lián)穩(wěn)壓器、電容。在“共享直流電總線”（TAM電力網(wǎng)絡(luò)）上，只需要一組就夠了；但在“交流電公用總線”上，每一個驅(qū)動器都必須搭配所有這些必備元件才行。

*較少的電氣元件。安全規(guī)范要求每一個連接上主電源的負(fù)載必須串聯(lián)一個保護(hù)元件。因此在交流電的情況，每一個連接上交流電的部分都必須帶有至少一個斷路器。在很多情況下，為了機械的安全操作起見，也需要安裝電流接觸器。

直接驅(qū)動

大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)伺服電機都設(shè)計具有1500到3000 RPM的轉(zhuǎn)速。在很多情況下，最大的應(yīng)用速度是較低的。要“調(diào)整”應(yīng)用的最大速度有2個主要方式：

*機械減速裝置（齒輪）

*直接驅(qū)動伺服電機

第一個“調(diào)整”方式添加了一個機械級進(jìn)去，這會減少電機-齒輪單元的壽命，還給系統(tǒng)增加了不準(zhǔn)確性（背隙）、增加成本，并降低效率。一個一級減速器（減速比達(dá)10:1）有 ≈80%的效率（優(yōu)質(zhì)的減速器可達(dá)將近90%）。

第二個“調(diào)整”是一個高性能的解決方案，但成本很高，在很多情況下是難以負(fù)擔(dān)的。

埃莫就推出了一個經(jīng)濟實惠的高性能直接驅(qū)動方案。

埃莫的方案由以下部分組成：

*標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機

*高分辨率的編碼器

*高性能表現(xiàn)的步進(jìn)伺服驅(qū)動器

相較于DDR，步進(jìn)DDR方案的成本低了50% -60%，因而鼓勵了大家從減速器的方案轉(zhuǎn)而采用直接驅(qū)動的方案，因此消除了機械減速器所帶來的能源浪費。

埃莫的步進(jìn)DDR精度最高達(dá)20 NM。

步進(jìn)伺服直接驅(qū)動

埃莫結(jié)合了低成本的標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機和直接驅(qū)動機制的方法，為各種應(yīng)用需求創(chuàng)造了最佳、最好的性能表現(xiàn)。一個在封閉控制回路結(jié)構(gòu)中運作的低成本微型步進(jìn)電機，取代一個昂貴的直接驅(qū)動電機，而不會對運動表現(xiàn)的質(zhì)量造成任何減損。以高控制轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)一個不平衡的負(fù)載以及在精準(zhǔn)的超低轉(zhuǎn)速下，都證明了它有極佳的運動定位與速度準(zhǔn)確性（圖二）。運用獨特的信號調(diào)節(jié)運算法，對一個沒有振動的不平衡變動負(fù)載進(jìn)行運動-穩(wěn)定操作，結(jié)果表現(xiàn)非常迅速而精準(zhǔn)。這讓堵轉(zhuǎn)和超低運作速度的高保持轉(zhuǎn)矩得以實現(xiàn)。運用先進(jìn)排程的和固定的濾波器、增益排程法，和其他內(nèi)置的高端伺服控制功能，來克服不必要的機械缺陷所造成的影響，伺服系統(tǒng)的性能表現(xiàn)獲得了改善。通過多種補償方法，它消除了齒槽效應(yīng)。

圖二：慢速運動下的低速紋波：在0.1RPS 時，速度紋波不到1%。

埃莫Gold系列驅(qū)動器中具備的標(biāo)準(zhǔn)化高性能伺服控制功能，是這個解決方案的關(guān)鍵。

*高電流動態(tài)范圍分辨率（比例為1:1000）。

*3個控制回路（定位、速度和電流1:1:1 - 60uSec）最高達(dá)60uSec的高采樣速率 。

*高控制帶寬，大部分用于電流和速度回路 。

*用于快速而順暢穩(wěn)定的獨特增益排程法。

*大量排程和非排程雙二價高階濾波器，它們幾乎可以被安排在伺服控制回路中的任何環(huán)節(jié)上。

*特殊運算法，如用于無振動快速運動-穩(wěn)定的信號調(diào)節(jié)（圖三）。

*非線性補償法。

*還有更多…

圖三：快速的運動和穩(wěn)定系統(tǒng)響應(yīng)

圖四：運用信號調(diào)節(jié)運算法的快速運動和穩(wěn)定情況

演示

一個不平衡的不銹鋼負(fù)載，重500 克，以金屬棒直接耦合至步進(jìn)電機的旋轉(zhuǎn)軸上。先進(jìn)的封閉伺服控制回路在負(fù)載因金屬棒旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系而重量產(chǎn)生變化的同時，維持了準(zhǔn)確的超低轉(zhuǎn)速。運用20-bit絕對式串行編碼器分辨率，來控制低速下的高定位準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)的金屬棒運動。因為金屬棒旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系，金屬棒的旋轉(zhuǎn)角度會出現(xiàn)變化。運用高帶寬電流和速度控制回路，可達(dá)到非常精準(zhǔn)運動速度，最慢可達(dá)0.01RPS（轉(zhuǎn)/秒）。在0度和180度時（金屬棒垂直)，外轉(zhuǎn)矩T(ext)為0；而在90度和270度時（金屬棒水平），外轉(zhuǎn)矩T(ext)有最大值。而在介于中間的角度時，因為金屬棒的恒長、重量（500克）、重力（9.81 m/s2）和旋轉(zhuǎn)金屬棒角度 (∝)的正弦函數(shù)，外轉(zhuǎn)矩會出現(xiàn)變化。

應(yīng)用范例

由于近年來對機械工具生產(chǎn)力、準(zhǔn)確性和動態(tài)性能表現(xiàn)的要求愈來愈高，直接驅(qū)動的技術(shù)興起成為達(dá)到這些目標(biāo)的理想方法。尤其是低成本步進(jìn)電機和先進(jìn)伺服控制的結(jié)合，證明了能顯著提升機械工具的性能表現(xiàn)。除了提供高動態(tài)性能表現(xiàn)外，埃莫的驅(qū)動器和步進(jìn)電機能降低機械成本、簡化機械設(shè)計，也降低維護(hù)的需求。

以直接驅(qū)動的方式來操作步進(jìn)電機省去了齒輪箱的需求，或其他機械傳輸元件的需求，還能將有效載荷直接耦合到驅(qū)動器上。電機就能在沒有背隙的情況下，以高動態(tài)響應(yīng)來驅(qū)動。

擁有相對來說大量磁極對數(shù)的步進(jìn)電機，能在堵轉(zhuǎn)時產(chǎn)生非常高的轉(zhuǎn)矩；高動態(tài)剛性；同時讓電機能達(dá)到非常順暢的速度調(diào)節(jié)與低紋波的情況。

若機械工具依據(jù)必要的精度和張力設(shè)計建造，同時系統(tǒng)也集成了高性能表現(xiàn)的伺服控制系統(tǒng)的話，步進(jìn)電機的好處才能實現(xiàn)。

直接耦合電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)級帶來更高的可靠性和精度，適合半導(dǎo)體晶片檢查上超薄的情況和其他相關(guān)的應(yīng)用。直接驅(qū)動的技術(shù)省去了蝸輪這種傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)級的需求，提供更大范圍的轉(zhuǎn)速，更優(yōu)異的可靠性，并為一些應(yīng)用領(lǐng)域強化了定位敏感度，如精密量測、半導(dǎo)體晶片檢查、微機器人等等。

這種系統(tǒng)的應(yīng)用多不勝數(shù)，幾乎所有工業(yè)性機械部門都可以找得到（半導(dǎo)體、鉆鑿業(yè)、CNC電腦數(shù)控機床、包裝等）。

另一個適合的應(yīng)用范例就是方位角/仰角顯示、雷達(dá)、追蹤和其他類似的應(yīng)用系統(tǒng)。對這種系統(tǒng)的適當(dāng)高端操作來說，低跟蹤速度下的高精度和高準(zhǔn)確性是必要的性質(zhì)。