伺服電機驅(qū)動器產(chǎn)品概述及其產(chǎn)業(yè)鏈分析

伺服電機驅(qū)動器產(chǎn)品概述及其產(chǎn)業(yè)鏈分析

一、伺服電機驅(qū)動器介紹一）伺服電機驅(qū)動器的定義伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機的一種控制器。其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。伺服電機驅(qū)動器示意圖資料來源：廣州數(shù)控官網(wǎng)二）伺服驅(qū)動器的工作原理伺服驅(qū)動器的作用是將多個輸入信號與反饋信號進行綜合并加以放大，根據(jù)綜合信號的極性的不同，輸出相應的信號控制伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。當輸入信號和反饋信號相平衡時，伺服電機便停止轉(zhuǎn)動，末端執(zhí)行機構便穩(wěn)定在一定位置上。伺服驅(qū)動器工作原理資料來源：立鼎產(chǎn)業(yè)研究中心整理伺服驅(qū)動器功能在伺服系統(tǒng)中的功能類似與普通運動系統(tǒng)中的變頻器，但其性能和工業(yè)的多樣性大大豐富于變頻器。變頻器只能對普通電機進行轉(zhuǎn)速控制，而伺服驅(qū)動器可以通過速度環(huán)、位置環(huán)、電流環(huán)分別對伺服電機的轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)矩進行相應控制。三）伺服電機驅(qū)動器產(chǎn)品的主要用途伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分，被廣泛應用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當前交流伺服驅(qū)動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設計合理與否，對于整個伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關鍵作用。二、伺服電機驅(qū)動器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析一）伺服電機驅(qū)動器產(chǎn)業(yè)鏈分析——伺服電機驅(qū)動器行業(yè)上游主要包括電子元器件、電力電子器件、鈑金結構件。伺服驅(qū)動直接材料成本占到總成本的85%，材料成本中IGBT+DSP芯片能夠占到總材料成本的50%以上，而IGBT模塊是決定伺服驅(qū)動性能優(yōu)劣的最核心環(huán)節(jié)?！欧姍C驅(qū)動器是伺服系統(tǒng)的組成結構之一，故其直接下游為伺服系統(tǒng)行業(yè)。而伺服系統(tǒng)行業(yè)終端應用于數(shù)控機床、工業(yè)機器人、電子專用設備、紡織機械、包裝機械等?！袠I(yè)中游即伺服電機驅(qū)動器制造業(yè)。二）伺服電機驅(qū)動器上游影響分析——上游的電子元器件、電力電子器件的技術進步、成本降低、效率提高可促進工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)技術進步，推動該行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、減小設備體積、提高產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本?！獓a(chǎn)伺服系統(tǒng)品牌相較國際品牌有15%-30%的價格優(yōu)勢。現(xiàn)階段國內(nèi)品牌控制成本最有效的方式一是提高生產(chǎn)效率，二是控制原材料成本。伺服系統(tǒng)最主要構成包括伺服驅(qū)動和伺服電機兩部分，其中伺服驅(qū)動直接材料成本占到總成本的85%，材料成本中IGBT+DSP芯片能夠占到總材料成本的50%以上，而IGBT模塊是決定伺服驅(qū)動性能優(yōu)劣的最核心環(huán)節(jié)。伺服驅(qū)動成本構成資料來源：信捷電氣，立鼎產(chǎn)業(yè)研究中心整理——國內(nèi)主要伺服供應商的IGBT供貨商均為歐美日系品牌，在伺服領域短時間內(nèi)實現(xiàn)IGBT國產(chǎn)化十分困難（目前IGBT國內(nèi)有量產(chǎn)，但應用到伺服領域的多為歐美日品牌），因此伺服驅(qū)動的原材料環(huán)節(jié)成本下降空間比較有限，控制成本的最有效方式還是提高生產(chǎn)效率。綜合來看，國產(chǎn)品牌目前的價格策略在于尋找價格和性能的最優(yōu)平衡點，即將自身產(chǎn)品的（價格,性能）組合保持在目標客戶的最優(yōu)范圍，提供高性價比產(chǎn)品。國內(nèi)主要伺服企業(yè)IGBT供應商均為歐美日系品牌資料來源：立鼎產(chǎn)業(yè)研究中心整理三）伺服電機驅(qū)動器下游影響分析我國現(xiàn)代化裝備制造業(yè)的發(fā)展使得自動化控制技術得到越來越廣泛的應用，而風力發(fā)電、機器人、數(shù)控機床等行業(yè)的快速發(fā)展，也在不斷增加伺服電機及伺服電機驅(qū)動器的需求。——工業(yè)機器人內(nèi)部包含一臺運動控制器，每個關節(jié)處都會配備一套伺服驅(qū)動和伺服電機進行電氣傳動，在機械臂處一般還會安裝傳感器，伴隨工業(yè)機器人供需雙側(cè)崛起，以上工業(yè)機器人內(nèi)部核心部件的市場規(guī)模將得到快速提升，尤其是應用數(shù)量較多的伺服系統(tǒng)。我們預計未來我國工業(yè)機器人年銷量增速能夠保持在30%左右，2019年前后我國工業(yè)機器人銷量占全球總銷量占比將達到50%?！跀?shù)控機床的重要地位，同時也為了加快國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)展步伐，中國制造2025將數(shù)控機床列為“加快突破的戰(zhàn)略必爭領域”，提出要加強前瞻部署和關鍵技術突破，以提高國際分工層次及話語權。同時明確提出到2025年我國關鍵工序數(shù)控化率水平要從當前的33%提升至64%，數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率要達到84%的目標。數(shù)控機床由一臺CNC數(shù)控作為控制部件，同時由一套主軸伺服系統(tǒng)控制主軸運動，另外配備2-3個伺服系統(tǒng)控制進給傳動以完成精確切削任務。伴隨我國數(shù)控化率的提升，伺服系統(tǒng)也將得到較快發(fā)展?！A計2018-2020年我國電子專用設備市場規(guī)模將增至