伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別 2020伺服電機(jī)行業(yè)競爭格局及市場規(guī)模分析

• 2020年5月30日 WuYaNan來源：中研網(wǎng) 364 17
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伺服電機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的“肌肉”，是工業(yè)機(jī)器人最核心的部件之一。伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

伺服電機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的“肌肉”，是工業(yè)機(jī)器人最核心的部件之一。伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))也就是說伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，它每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)編碼器的脈沖形成了呼應(yīng)，所以它是閉環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制。

伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖個(gè)數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)安設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到高速的目的。

1、控制精度不同。步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)越多，它的精確度就越高，伺服電機(jī)取塊于自帶的編碼器，編碼器的刻度越多，精度就越高。

2、控制方式不同;一個(gè)是開環(huán)控制，一個(gè)是閉環(huán)控制。

3、低頻特性不同;步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)它工作在低速時(shí)一般采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)，可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)便于系統(tǒng)調(diào)整。

4、矩頻特性不同;步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速升高而下降，交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，

5、過載能力不同;步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力，而交流電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。

6、運(yùn)行性能不同;步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

7、速度響應(yīng)性能不同;步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒，而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，一般只需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。

伺服電機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析

伺服電機(jī)分為直流與交流兩大類。直流電機(jī)又分為有刷與無刷兩類;交流電機(jī)可分為異步和同步兩類。有刷電機(jī)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、控制容易、需要維護(hù)、但維護(hù)不方便(換碳刷)、產(chǎn)生電磁干擾、對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機(jī)體積小、重量輕、出力大、響應(yīng)快、速度高、慣量小、轉(zhuǎn)動(dòng)平滑、力矩穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相，電機(jī)免維護(hù)、效率很高、運(yùn)行溫度低、電磁輻射很小、長壽命、可用于各種環(huán)境。

國產(chǎn)伺服系統(tǒng)起步較晚。2000年以后國內(nèi)廠商才真正開始民用伺服系統(tǒng)的研發(fā)，目前在功能、性能和工藝方面和國外產(chǎn)品仍有較大的差距。國產(chǎn)伺服電機(jī)以小功率的低端產(chǎn)品為主，國產(chǎn)伺服廠商采取的營銷策略通常是通過較高的性價(jià)比吸引使用精度要求相對較低的客。目前國內(nèi)廠商已經(jīng)完成中低端伺服系統(tǒng)研發(fā)與量產(chǎn)，但由于加工水平和研發(fā)水平的限制，高端伺服系統(tǒng)我國仍處于研發(fā)階段。我國伺服系統(tǒng)市場需求廣闊，目前國外品牌占據(jù)了中國交流伺服市場近80%的市場份額，2010年伺服電機(jī)市場規(guī)模38.6億元，到2018年我國伺服電機(jī)市場規(guī)模增長至129億元，同比增長11.21%。。

隨著我國人口紅利消失，人工成本大幅增加，生產(chǎn)制造業(yè)自動(dòng)化程度亟需提高，同時(shí)在加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的政策指引下，我國裝備制造業(yè)技術(shù)升級、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以及智能化等發(fā)展趨勢均為本行業(yè)帶來高速發(fā)展的良好機(jī)會(huì)。當(dāng)前我國中低端伺服系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，但高端伺服系統(tǒng)尚未形成商品化和批量生產(chǎn)能力，國內(nèi)對精密伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的需求主要依賴進(jìn)口。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)生水起，隨著扶持政策對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，以及國產(chǎn)伺服技術(shù)的不斷提升，我國伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將加快。

根據(jù)中研普華研究院報(bào)告《2019-2025年中國伺服電動(dòng)機(jī)行業(yè)發(fā)展前景戰(zhàn)略及投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測分析報(bào)告》顯示:

第一節(jié) 伺服電機(jī)行業(yè)競爭態(tài)勢分析

一、行業(yè)四大陣容描述

目前國內(nèi)高端市場主要被國外名企占據(jù)，大概占據(jù)了近80%的市場份額，而且主要來自日本和歐美。其中，日系產(chǎn)品以約50%的市場份額居首，其著名品牌包括松下、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等。

現(xiàn)在，國內(nèi)市場上出現(xiàn)的國外品牌大部分日本、歐美和臺系的。

1、日本伺服電機(jī)品牌——松下、三菱、安川

松下電機(jī)

松下伺服電機(jī)在中國市場的銷量非常高，價(jià)格上比國產(chǎn)伺服電機(jī)普遍高出1000左右，但價(jià)格在進(jìn)口國外伺服電機(jī)品牌中算是相當(dāng)便宜，有的系列甚至低于臺系伺服電機(jī)，質(zhì)量在短期內(nèi)較好。三菱電機(jī)

三菱電機(jī)主要分為兩個(gè)系列，其中一款價(jià)格較低，性價(jià)比相對較高;而另一款則質(zhì)量扎實(shí)，但三菱電機(jī)普遍價(jià)格較高。

安川電機(jī)

安川伺服電機(jī)，又稱YASKAWA安川伺服馬達(dá)，原產(chǎn)地日本，在中國沈陽、上海嘉定也設(shè)有工廠，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(biāo)值(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

為什么日本品牌會(huì)占到50%的份額?主要原因是日系伺服電機(jī)的技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶的需求，性價(jià)比較高，所以有一批穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，所以在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢。

2、歐美伺服電機(jī)品牌——羅克韋爾、西門子、SEW

羅克韋爾

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