關于伺服電機的報告_h

1、www.PLC www.PLC關于伺服電機的報告 伺服的有關概念及定義 伺服：一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構(gòu)”當個得心應手的馴服工 具，服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動；訊號來到之后， 轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；當訊號消失，轉(zhuǎn)子能即時自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能， 因此而得 名。主要有兩大類，直流伺服電機和交流伺服電機。 伺服系統(tǒng)：是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈

2、活方便。 伺服電機工作原理 www.91HMI.comwww.PLCwww.PLC www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC www.PLC伺服電機又稱執(zhí)行電動機， 在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或 角速度輸出。其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速 下降。 伺服電機是一個典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)， 減速齒輪組由電機驅(qū)動，其終端（ 輸出端）帶動一個線性的比例電位器作位置檢測，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標轉(zhuǎn)換為一比例電壓反

3、饋 給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動 電機正向或反向地轉(zhuǎn)動， 使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為 0， 從而達到使伺服電機精確定位的目的。 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子 www.91HMI.com在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自w帶ww的.PL編Cw碼or器ld.c反n 饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（ 線數(shù)）。 1、交流伺服電動機 交流伺服電動機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差

4、90的繞組， 一個是勵磁繞組 Rf，它始終接在交流電壓 Uf 上；另一個是控制繞組 L，聯(lián)接控制信號電壓 Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。 交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范 圍、線性的機械特性， 無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應的性能，它與普通電動機相比， 應具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種 是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣 量，轉(zhuǎn)子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁很薄，僅 0.2-0. 3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定

5、子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小，反應迅速，而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。 交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子 靜止不動。當有控制電壓時，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)， 在負載恒定的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相 位相反時，伺服電動機將反轉(zhuǎn)。 www.PLC www.PLC交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電 阻比后者大得多，所以伺服電動機與單機異步電動機相比，有三個顯著特點： 1）、起動轉(zhuǎn)矩大 由于轉(zhuǎn)子電阻大，其轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖 3 中曲線 1

6、 所示，與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線 2 相比，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率 S01，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性 （機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此，當定子一有控制電壓， 轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動，即具有起動快、靈敏度高的特點。 正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉(zhuǎn)。當伺服電動機 失去控制電壓后，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn) 的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性（T1S1、T2 S2 曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特性（TS 曲線） 交流伺服電動機的輸出功率一般是 0.1-100W。當電源頻率為 50Hz，電壓有 36 V、110V、220、380

7、V；當電源頻率為 400Hz，電壓有 20V、26V、36V、115V 等多種。 交流伺服電動機運行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大， 損耗大，效率低，因此與同容量直流伺服電動機相比，體積大、重量重，所以只適用 于 0.5- 100W 的小功率控制系統(tǒng)。 www.91HMI.com二、伺服電機與步進電機的比較 www.PLC步進電機和交流伺服電機性能比較 步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的 數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服 電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適

8、應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中 大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似 （脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性 能作一比較。 一、控制精度不同兩相混合式步進電機步距角一般為 3.6、1.8，五相混合式步進電機步距角一般為 0.72 、 0.36。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為 0.09；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為 1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、

9、 0.036，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。 交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機 為例，對于帶標準 2500 線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為 360/10000=0.036。對于帶 17 位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收 217=1310722）、運行范圍較廣 3）、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 www.PLC www.PLC個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當量為 360/131072=9.89 秒。是步距角為 1.8的步進電機的脈沖當量的 1/655。 二、低頻特性不同 步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻

10、振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關，一般認 為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象 對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻 振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術等。 交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振 抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機 械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。 三、矩頻特性不同 步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn) 速一般在 300600RPM。交

11、流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為 2000RPM 或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 四、過載能力不同 步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性 負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性 力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出 現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。 五、運行性能不同www.91HMI.comwww.PLC步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動

12、頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。交流伺服 驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速 度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 六、速度響應性能不同 步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的

13、場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。 所以， 在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當?shù)目刂齐姍C 直線異步電動機的結(jié)構(gòu)主要包括定子、動子和直線運動的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內(nèi)定子和動子之間具有良好的電磁場耦合，定子和動子的鐵心長度不等。定子可制成 短定子和長定子兩種形式。由于長定子結(jié)構(gòu)成本高、運行費用高，所以很少采用。直線電動 機與旋轉(zhuǎn)磁場一樣，定子鐵心也是由硅鋼片疊成，表面開有齒槽；槽中嵌有三相、兩相或單 相繞組；單相直線異步電動機可制成罩極式，也可通過電容移相。直線異步電動機的動子有 三種形式：(1)磁性動子 動子是由導磁材料制成（鋼板），既起磁路作用

14、，又作為籠型動力起導電作用。(2)非磁性動子 ，動子是由非磁性材料（銅）制成，主要起導電作用，這種形式電動機的氣隙較大，勵磁電流及損耗大。 (3)動子導磁材料表面覆蓋一層導電材料，導磁材料只作為磁路導磁作用；覆蓋導電材料作 籠型繞組。 www.PLC www.PLC因磁性動子的直線異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，動子不僅作為導磁、導電體，甚至可以作為結(jié)構(gòu)部 件，其應用前景廣闊。 直線異步電動機的工作原理和旋轉(zhuǎn)式異步電動機一樣，定子繞組與交流電源相連接，通以多 相交流電流后，則在氣隙中產(chǎn)生一個平穩(wěn)的行波磁場（當旋轉(zhuǎn)磁場半徑很大時，就成了直線 運動的行波磁場）。該磁場沿氣隙作直

15、線運動，同時，在動子導體中感應出電動勢，并產(chǎn)生 電流，這個電流與行波磁場相互作用產(chǎn)生異步推動力，使動子沿行波方向作直線運動。若把 直線異步電動機定子繞組中電源相序改變一下，則行波磁場移動方向也會反過來，根據(jù)這一 原理，可使直線異步電動機作往復直線運動。 直線異步電動機主要用于功率較大場合的直線運動機構(gòu)，如門自動開閉裝置，起吊、傳遞和升降的機械設備，驅(qū)動車輛，尤其是用于高速和超速運輸?shù)取Ｓ捎跔恳蛲苿恿芍苯赢a(chǎn)生， 不需要中間連動部分，沒有摩擦，無噪聲，無轉(zhuǎn)子發(fā)熱，不受離心力影響等問題。因此， 其應用將越來越廣。直線同步電動機由于性能優(yōu)越，應用場合與直線異步電動機相同，有取代趨勢。直線步進電動

16、機應用于數(shù)控繪圖儀、記錄儀、數(shù)控制圖機、數(shù)控裁剪機、磁盤存儲器、精密定位機構(gòu)等設備中。 同步式(次級為永久磁鋼)由于效率高、推力密度大、可控性好等優(yōu)點，盡管其對隔磁 防塵要求高和裝配較困難，現(xiàn)在也已成為機床用直線電機的主流 三、應用領域 伺服產(chǎn)品主要用于高精度加工及控制。主要用于數(shù)控車床、紡織工業(yè)、電路板制做，半導體 封裝等。 以下為伺服電機的應用圖表：www.91HMI.comwww.PLC四、競爭分析 隨著電機產(chǎn)業(yè)的國際轉(zhuǎn)移，中國已經(jīng)成為世界電機的生產(chǎn)制造基地，多家國際知名電www.PLC www.PLC機制造商如 ABB、GE、SIEMEN

17、S、GAMESA 等均在中國設立了制造中心。在國際電機企業(yè)紛紛進入國內(nèi)市場的情況下，為應對全球化格局下的市場競爭，國內(nèi)電機制造企業(yè)的發(fā)展 方向逐步由“注重大而全”向“注重產(chǎn)品的設計、研發(fā)和總裝，部件生產(chǎn)外包”轉(zhuǎn)變。電機作為 基礎動力設備，近年保持穩(wěn)定快速增長，根據(jù)國家數(shù)據(jù)，截至 2010 年 11 月我國電動 機制造營業(yè)收入為 1360 億元，實現(xiàn)營業(yè)利潤 81 億元，同比分別增長 35.6%和 37.2%。2002年-2009 年我國中小型電機產(chǎn)量年均復合增長率達 17.66%。2003 年以來，我國發(fā)電機裝機容量均維持在 10%以上的增速水平，形成了對發(fā)電機的穩(wěn)定需求。根據(jù)國家發(fā)改委對電力

18、行業(yè)的規(guī)劃，未來我國將大力開發(fā)水電、風電、核電等可 再生能源，相關配套發(fā)電機的新增需求將進一步增加。電機生產(chǎn)企業(yè)眾多，單一生產(chǎn)企業(yè)市場份額普遍較低，市場集中度不高，生產(chǎn)企業(yè) 2211家，國內(nèi)中小型電機生產(chǎn)企業(yè)約 2000 家，其中具有一定生產(chǎn)規(guī)模的約 300 家，主要集中在浙江、江蘇、上海、山東、廣東、福建等省市。 雖然電機行業(yè)集中度不高，但近年行業(yè)正處于不斷整合的過程中，行業(yè)集中度不斷提高，市場份額不斷向業(yè)內(nèi)大型企業(yè)集中。根據(jù)中國電器工業(yè)中小型電機分會對行業(yè)骨干電機企業(yè)的統(tǒng)計，2007 年-2009 年骨 干電機企業(yè)合計實現(xiàn)收入分別為 329.90 億元、367.60 億元和 392.53

19、億元，前三名和前十名www.PLCwww.91HMI.co會員企業(yè)分別占據(jù)了 40.32%和 72.38%，行業(yè)集中度不斷提高。中小型電動機產(chǎn)量約占國內(nèi)電動機總產(chǎn)量的 95%。目前我國中小型電機行業(yè)已經(jīng)形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)品品種、規(guī)格、性能基本上滿足了我國國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，同時 基于我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進、投資需求的拉動以及國外電機產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移的趨勢，未 來我國中小型電機行業(yè)有廣闊的發(fā)展空間。電機作為各種設備的驅(qū)動力，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)及公共設施等各個領域。統(tǒng) 計數(shù)據(jù)表明，我國目前已成為全球最大的電機和電機系統(tǒng)組件生產(chǎn)基地之一，僅中小型電機 的年產(chǎn)量就超過

20、5000 萬千瓦；同時，我國從制造業(yè)大國正向制造業(yè)強國發(fā)展，由于國家對 制造裝備及其技術改造工作的重視，隨著全數(shù)字式交流永磁伺服系統(tǒng)的性能價格比逐步提 高，交流伺服電機作為控制電機類高檔精密部件，其市場需求將穩(wěn)步增長，近 5 年內(nèi)其應用 前景將十分看好。由于交流伺服電機的驅(qū)動裝置采用了先進全數(shù)字式驅(qū)動控制技術，硬件結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整 方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性可靠性增加，同時可集成復雜的電機控制算法和智能化控制功能，如增益自動調(diào)整、網(wǎng)絡通訊功能等，大大拓展了交流伺服電機的適用領域；另外隨著各行業(yè)， 如機床、印刷設備、包裝設備、紡織、www.PLC www.PLC激光

21、加工設備、機器人、自動化生產(chǎn)線等，對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷 提高，這些領域?qū)涣魉欧姍C的需求將迅猛增長，交流伺服將逐步替代原有直流有刷伺服 電機和步進電機。伺服電機技術發(fā)展總體看來，伺服系統(tǒng)的發(fā)展緊密地與伺服電動機的不同發(fā)展階段相聯(lián)系，伺服電動機至今己有五十多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了三個主要發(fā)展階段：第一個發(fā)展階段（20 世紀 60 年代以前），此階段是以步進電動機驅(qū)動的液壓伺服馬 達或以功率步進電動機直接驅(qū)動為中心的時代，伺服系統(tǒng)的位臵控制為開環(huán)系統(tǒng)。第二個發(fā)展階段（20 世紀 60-70 年代），這一階段是直流伺服電動機的誕生和全盛發(fā) 展的時代，由于直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速

22、性能，很多高性能驅(qū)動裝臵采用了直流電動機，伺服系統(tǒng)的位臵控制也由開環(huán)系統(tǒng)發(fā)展成為閉環(huán)系統(tǒng)。在自動化的應用領域，永磁式直流電 動機占統(tǒng)治地位，其控制電路簡單，無勵磁損耗，低速性能好。第三個發(fā)展階段（20 世紀 80 年代至今），這一階段是以機電一體化時代作為背景的， 由于伺服電動機結(jié)構(gòu)及其永磁材料、控制技術的突破性進展，出現(xiàn)了無刷直流伺服電動機（方 波驅(qū)動），交流伺服電動機（正弦波驅(qū)動）等各種新型電動機。 www.91HMI.comwww.PLC經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展，現(xiàn)代電力電子器件和微處理器水平的提高為永磁同步電動機閉環(huán)控制的進步提供了物質(zhì)基礎；而現(xiàn)代智能控制理論日新月異的變

23、化則大大推動了永磁 同步電動機閉環(huán)控制理論的研究。永磁同步電動機控制方法的研究也取得了很大成績，永磁 同步電動機的閉環(huán)控制正逐漸向數(shù)字化、智能化、模塊化方向發(fā)展，永磁同步電動機已廣泛 應用于工業(yè)領域，交流伺服系統(tǒng)逐漸成為主導產(chǎn)品。交流伺服驅(qū)動器幾乎集成了現(xiàn)代工業(yè)社 會的各種先進科技，是多學科技術交叉的結(jié)晶。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在當代工業(yè)自動化技術不斷提高，正在出現(xiàn)一種交流伺服取代直流伺服、數(shù)字控制取代模擬控制得格局。對伺服系統(tǒng)的性能要求也越來越高。作為工業(yè)機 器人的主要驅(qū)動部件，由交流伺服電機和伺服驅(qū)動器組成的伺服系統(tǒng)在驅(qū)動系統(tǒng)中占據(jù)了主 要地位。近年來，中國從制造業(yè)大國正向制造業(yè)強國發(fā)展，由

24、于國家對制造裝備及其技術改 造工作的重視，隨著全數(shù)字式交流永磁伺服系統(tǒng)的性能價格比逐步提高，交流伺服電機作為 控制電機類高檔精密部件，其市場需求將穩(wěn)步增長，近 5 年內(nèi)其應用前景將十分看好。交流 永磁伺服電機逐漸成為主角國內(nèi)www.PLC www.PLC伺服電機行業(yè)在未來幾年內(nèi)上升的空間非常大。但是，隨著數(shù)控機床向高速、高精、 智能、復合、環(huán)保方面發(fā)展，對伺服電機提出了“高精度、高效率、高可靠性和專門化”的新要求。為滿足超高精度的數(shù)控系統(tǒng)對精度和快速性的要求，需要采用直接驅(qū)動技術， 使得我國伺服電機行業(yè)面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。根據(jù)機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)與市場研究所 09 年

25、做的市場調(diào)查，目前國內(nèi)市場上覆蓋面最 www.91HMI.com利時電機和 AB(屬于 Rockwell Automwatwiown.P)。LC其wo中rld西.cn門子和三菱品牌覆蓋率在 30以上， 國外 國際伺服市場處于恢復性增長狀態(tài)，而國內(nèi)市場在未來 35 年仍將維持高速增長。 國外運動控制廠商通過購并和聯(lián)盟迅速擴大自己的實力， 謀求一站式解決方案提供商的地位， 比如 Danaher 自從 1995 年以來連續(xù)收購了超過 40 家運動控制廠商，包括我們 AB 在 3.7%，其他品牌均在 1020之間。調(diào)查顯示國產(chǎn)企業(yè)比如和利時電機、華中數(shù)控、 蘭州電機等企業(yè)，經(jīng)過多年的研發(fā)推廣，在這個市

26、場中做的有聲有色，在產(chǎn)品覆蓋面上占有 一席之地，但是國產(chǎn)品牌的客戶忠誠度和影響力明顯不如進口品牌。用戶選擇進口品牌和國 產(chǎn)品牌的比例為大約 4：1，國產(chǎn)品牌沒有進入用戶首選品牌的前 5 名。 雖然和利時電機和華中數(shù)控分列未來需求品牌的第 6 位和第 7 位，但是面臨日本和產(chǎn)品本地化生產(chǎn)之 后日益激烈的競爭，中小功率通用伺服產(chǎn)品價格持續(xù)下降， 利潤率越來越低。 國產(chǎn)品牌不 僅在產(chǎn)品的性能、質(zhì)量與品種上都有所欠缺，在技術儲備、生產(chǎn)能力和資本實力上的巨大差 距更不是一兩天可以彌補。國產(chǎn)品牌要想突圍，除了需要耐心和持續(xù)投入之外，還需要在競 爭策略方面走差異化路線。總之，中國品牌廠商同時面臨巨大的挑戰(zhàn)和

27、發(fā)展機會，任重而道 遠。廣的 10 個品牌分別是：西門子、三菱、安川、蘭電、松下、Fanuc、華中數(shù)控、ABB，和 埃斯頓、和利時電機等。就當下的用戶分布看，中國伺服產(chǎn)品的用戶區(qū)域主要分布在華東、華南和華北，其東市場（上海、江浙和山東）占 45，以廣東為主的華南和以京津為主 國內(nèi)較大規(guī)模的伺服品牌有 20 余家，主要有廣州數(shù)控、華中數(shù)控、南京 的華北各為 15左右，華中和東北大約是 10。但是中國的伺服產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，國外品牌已經(jīng)紛紛進入并占居了絕大部分的市場。21 世紀以來，交流伺服系統(tǒng)業(yè)已成為機械自動控制的基礎元件?？梢哉f，幾乎所有的機械制造領域都可以成為交流伺服系統(tǒng)的應用對象，隨著目前廣

28、泛使用的機電一體化（Mechatronic）機械設備體系的建立，我國的 機械制造業(yè)正逐步走進“伺服時代”。 www.PLC www.PLC非常熟悉的一些品牌，如 Kollmorgen, API, Pacific Scientific, Superior Electric, Dover, NEAT,Thomson, Giddings & Lewis, Warner Motion, InMotion, Bautz, Micron 和 Siedel 等。Parker 也按照相同的思路在擴展，最近的例子是收購了 Bayside，而 Schneider 收購了 Berge

29、r Lahr。 許多新生的小企業(yè)具備獨特的技術或其他核心能力，也會找到屬于自己的生存空間，并因此 得到更多投資。品牌競爭狀況：www.91HMI.co中和利時電機面向整個自動化產(chǎn)業(yè)機械市場提供步進、無刷、伺服等系列產(chǎn)品，在技術上和 目前，國外品牌占據(jù)了中國交流伺服市場 85左右的份額，主要以日本、德國和美國www.PLC電機品牌為主，其本品牌有安川、發(fā)那科（Fanuc） 、三菱電機、松下、三洋、富士等 ；美國有羅克維爾（Rockwell Automation）、達那赫（Danaher）、帕克（Parker）等；德國有西 門子（Siemens）、博世力士樂（Bosch Rexro

30、th）、施奈德（Schneider）等。其本品牌 以良好的性能價格比和較高的可靠性占據(jù)了超過 50的最大市場份額，在中小型 OEM 市場上尤其具有優(yōu)勢，而且本地化生產(chǎn)的策略進一步增加了在價格和快速交貨方面的籌 碼；歐美品牌在高端設備和生產(chǎn)線上比較有競爭力，其市場策略是高性能、高價格，以全套 自動化解決方案作為賣點，總的市場占有率大約在 35，最近這些高端品牌也不斷尋找本地合作伙伴力圖打入中低端市場 ，并不甘心被日本品牌積壓市場空間。 最近 2、3 年來自的伺服廠商在國內(nèi)設廠，并加大了市場推廣的力度，主要是臺達 和東元，其技術水平和價格水平都居于進口中端產(chǎn)品和國產(chǎn)品牌之間，在競爭中主要突出性 價

31、比優(yōu)勢，對國產(chǎn)品牌帶來了新的競爭壓力，市場占有率從幾年前的微不足道提高到大約 5。 中國國內(nèi)的品牌主要有和利時電機、華中數(shù)控、廣數(shù)、蘭州電機等，最近出現(xiàn)了南京埃 斯頓、上海鄂爾多斯等廠家，粗略計算，宣稱推出交流伺服產(chǎn)品的國產(chǎn)廠家不下 20 個。其 國際范圍府和國際標準的不斷發(fā)展給伺服產(chǎn)業(yè)帶來深遠影響，比如美國的能源法 案 EPactII 對電機系統(tǒng)能效的規(guī)定，美國的 UL、NEC（NFPA）標準對安全的規(guī)定，歐盟 的 RoHS、WEEE 和 CE 標準對環(huán)保和安全的規(guī)定等。 交流伺服系統(tǒng)的市場范圍不斷擴大，越來越多取代機械傳動、液壓和氣動傳動系統(tǒng)；交流伺 服不斷取代直流伺服的市場份額，導致直流

32、伺服在整個伺服市場的占有率從目前的不到 15每年大約下降 0.5%；同時交流伺服成本和尺寸不斷縮小，也在蠶食高端步進電機的市場，但是步進電機本身也在不斷提高自己的競爭能力，不斷延伸市場空間，因此在收到?jīng)_擊 的同時市場也在擴大，只是速度可能不如交流伺服這么快而已。 www.PLC www.PLC品牌上有一定優(yōu)勢；華中數(shù)控、廣數(shù)和蘭電等主要集中在數(shù)控機床行業(yè)，伴隨著這幾年數(shù)控 行業(yè)的大發(fā)展，他們的出貨量也保持了快速增長，積累了相對較強的實力；國產(chǎn)品牌產(chǎn)品功 率范圍多在 5KW 以內(nèi)，技術路線上與日系產(chǎn)品接近，目前總市場占有率在 10左右。 競爭格局分析日本品牌：在大

33、陸市場早期，日系品牌憑借較好的產(chǎn)品性能、較低的價格在大陸市場獲 得了廣泛的應用，代表性品牌有安川、松下、三菱等。日系品牌與上位機構(gòu)的聯(lián)系多采用脈 沖方式，與早期的數(shù)控兼容性較好。歐洲品牌：大陸交流伺服市場中歐洲品牌的企業(yè)數(shù)量較多，品牌定位于中高端市場，產(chǎn) 品價格較高；多數(shù)歐系品牌伺服電機各功率段產(chǎn)品比較全。從銷售規(guī)模上講，西門子、博世 力士樂等企業(yè)的市場份額相對較高，另外施耐德憑借近兩年快速的發(fā)展，也占有一定的市場 份額；其它的歐系品牌（如倫茨、路斯特等）市場份額相對較小。www.91HMI.comwww.PLC 品牌：品牌以臺達與東元為代表，產(chǎn)品設計理念主要來自于日系品牌，在

34、價格 其它品牌：除上述品牌外，目前大陸市場還有一些其它的品牌，如韓國品牌等，但是這 些品牌的市場規(guī)模都比較小。展望未來，隨著伺服價格的不斷下降、交流伺服的市場接受度不斷上升，中低端市場有 非常大的增長空間，因此本土廠商仍將有很大作為；同時、日本廠商也將在整個市場的 擴大中獲益，歐美品牌的市場占有率將逐漸下降，但仍將保持很高的毛利水平。 下附最新伺服電機中國市場占有比例圖表： 上更具優(yōu)勢。品牌主要定位于大陸中低端市場，近兩年大陸灣品牌的認可度越來越 高，品牌的市場前景也相對較好 。 大陸品牌：大陸品牌目前市場規(guī)模普遍偏小，只有廣數(shù)憑借其在數(shù)控系統(tǒng)方面優(yōu)勢獲得 了較高的市場份額。大陸品牌憑借低價格

35、和本土化售后服務策略，在中低端市場占有較大比 重，但在高端數(shù)控市場的占有率不高，高端數(shù)控市場仍然被西門子、發(fā)那科等外資品牌占領。 在技術方面，6 軸、7 軸聯(lián)動伺服、機器人伺服等高端應用，以及通訊總線接術的創(chuàng)新與發(fā)展，與國外先進水平至少還有 20-30 年的差距。大陸交流伺服市場以外資品牌為主，市場份額的前四名都被外資品牌占據(jù)，2009 年外 資品牌市場份額達到 80.9%；大陸品牌數(shù)量較多，但多數(shù)企業(yè)規(guī)模偏小，整體市場份額只有19.1%。在外資品牌本品牌和歐洲品牌表現(xiàn)突出。而品牌、大陸品牌及其它品牌雖然也各有特點，也在努力跟進和開拓市場，但差距仍然不小。www.PLC www.PLCwww.91HMI.co度時，步進電機的轉(zhuǎn)速也會跟著加快；脈波速度愈慢時，電機的轉(zhuǎn)速自然也跟著變慢。 電機的運轉(zhuǎn)速度(RPM)與脈沖速度(PPS，又稱 Hz)間的關系式如下：電機的運轉(zhuǎn)速度(RPM)脈沖速度(PPS 或 Hz) 60 步進電機分割數(shù)/圈分割數(shù)/圈說明：1.RPM 為一般電機的速 度單位，即 rev / min，為每分鐘電機所轉(zhuǎn)的圈數(shù)；PPS 為步進、伺服電機的速度單位，即pulse per second，為每秒所送出的脈沖數(shù)。2.由于 RPM 與 PP