伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分，是自動(dòng)化行業(yè)中實(shí)現(xiàn)精確定位、精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)必要途徑。伺服系統(tǒng)可以使系統(tǒng)終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、速度、轉(zhuǎn)矩等輸出參數(shù)準(zhǔn)確地跟隨輸入量變化。伺服系統(tǒng)按執(zhí)行元件的不同分為液壓伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)伺服系統(tǒng)，目前電氣伺服系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。

伺服系統(tǒng)分類：

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　　伺服電機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)在往往與終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，因此也被成為執(zhí)行電機(jī)。伺服電機(jī)在伺服系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，其作用是將伺服控制器的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移和角速度。伺服電機(jī)分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，與普通電機(jī)相比其主要特點(diǎn)是，其通常搭配反饋裝置一起使用，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

　　伺服電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有兩個(gè)繞組，勵(lì)磁繞組和控制繞組。其內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵或感應(yīng)線圈，導(dǎo)磁材料，轉(zhuǎn)子在由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)伺服電機(jī)自帶編碼器，驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)的接受到編碼器的反饋信號(hào)，再根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較來調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。由此可見，伺服電機(jī)的控制精確度很大程度決定于編碼器的精度。

伺服電機(jī)分類：

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　　伺服系統(tǒng)目前有兩種分類方式，分別是按照系統(tǒng)功率大小和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類分類。按照功率大小目前可以分為小型伺服、中型伺服和大型伺服系統(tǒng)。大型伺服是指系統(tǒng)功率大于 5KW，主要用于驅(qū)動(dòng)重型機(jī)械設(shè)備。大型伺服的市場(chǎng)主要供應(yīng)商是西門子、博世力士樂。西門子在高端伺服市場(chǎng)具有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，憑借其數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)的廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)其伺服系統(tǒng)有較高增長(zhǎng)率；中型伺服是指功率介于 1KW和 5KW之間，在OEM市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。在中型伺服市場(chǎng)安川以其產(chǎn)品出色的性能和準(zhǔn)確的市場(chǎng)定位，占有領(lǐng)先地位。安川伺服產(chǎn)品線完善，覆蓋大、中、小型各條產(chǎn)品線，可供用戶選擇范圍廣泛，而且產(chǎn)品性能優(yōu)良，在國(guó)內(nèi)行業(yè)內(nèi)擁有較好口碑。其產(chǎn)品在機(jī)床、電梯、起重、電子等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。同時(shí)三菱、臺(tái)達(dá)、松下等廠家在強(qiáng)化其小型伺服在中國(guó) OEM 的市場(chǎng)地位基礎(chǔ)上，積極開拓中型伺服市場(chǎng)，目前初具成效；小型伺服是指系統(tǒng)功率小于 1KW，主要應(yīng)在在中低端 OEM市場(chǎng)，目前在市場(chǎng)上占有領(lǐng)先地位的廠商是松下、三菱和臺(tái)達(dá)。臺(tái)達(dá)近年來積極開拓市場(chǎng)，取得了不錯(cuò)的效果。近年來國(guó)內(nèi)伺服企業(yè)得到迅速發(fā)展，其市場(chǎng)占有率已上升至 20%左右。而近年來，由于伺服技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，國(guó)內(nèi)不少變頻器領(lǐng)先企業(yè)，如匯川技術(shù)、英威騰等紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)伺服市場(chǎng)，使得本土伺服企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)。

伺服系統(tǒng)分類：

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　　伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從液壓、氣動(dòng)到電氣的過程，目前應(yīng)用最為廣泛的是電氣伺服系統(tǒng)。在 20世紀(jì) 50 年代以前，最早出現(xiàn)液壓伺服系統(tǒng)；隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，50年代出現(xiàn)直流伺服系統(tǒng)并開始在機(jī)械設(shè)備上逐步普及應(yīng)用；隨著德國(guó) MANNESMANN 的 Rexroth 公司 1978 年在漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出 MAC 永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，標(biāo)志著交流伺服系統(tǒng)開始出現(xiàn)。20 世紀(jì) 80 年代，交流伺服系統(tǒng)開始大范圍普及；90 年代隨著電子控制技術(shù)的升級(jí)，伺服系統(tǒng)的控制技術(shù)逐漸從模擬信號(hào)控制向數(shù)字信號(hào)控制技術(shù)升級(jí)，提高了伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度。

伺服系統(tǒng)發(fā)展歷程：

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　　我國(guó)伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程大致可以分為三個(gè)階段，第一階段是 70年度時(shí)期，伺服系統(tǒng)首先被應(yīng)用于國(guó)防科技、軍工等高端制造行業(yè)。第二階段是 80年度以后，伺服系統(tǒng)開始在一些高端民用制造中得到嘗試；2000年以后，隨著制造強(qiáng)國(guó)等戰(zhàn)略的提高，我國(guó)制造業(yè)水平提到很大提升，伺服系統(tǒng)在我國(guó)高端制造業(yè)中得到大范圍應(yīng)用，但使用的幾乎都是國(guó)外的伺服系統(tǒng)。

　　隨著國(guó)內(nèi)電機(jī)制造水平的大幅提升，交流伺服技術(shù)也逐漸為越來越多的國(guó)內(nèi)廠家所掌握，同時(shí)交流伺服系統(tǒng)上游芯片和各類功率模塊的不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，促成了國(guó)內(nèi)伺服驅(qū)動(dòng)器廠家在短短的不足十年時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了從起步到全面擴(kuò)展的發(fā)展態(tài)勢(shì)。比如數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)中的廣州數(shù)控，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)企業(yè)中的南京埃斯頓、英威騰、東元、新時(shí)達(dá)和北超伺服等，運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)企業(yè)中的深圳步科、杭州中達(dá)，乃至以變頻器為龍頭產(chǎn)品的臺(tái)達(dá)、匯川等都已紛紛投身伺服產(chǎn)業(yè)并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。與此同時(shí)，國(guó)外交流伺服廠商在大陸巨大的潛在市場(chǎng)需求刺激下，大舉開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，陸續(xù)在國(guó)內(nèi)設(shè)置工廠或辦事處，招募代理商，利用本地資源，批量生產(chǎn)和銷售各種規(guī)格的交流伺服系統(tǒng)產(chǎn)品。大陸交流伺服市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈。

　　國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)起步較晚。2000年以后國(guó)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(guó)外產(chǎn)品仍有較大的差距。國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)以小功率的低端產(chǎn)品為主，國(guó)產(chǎn)伺服廠商采取的營(yíng)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(duì)較低的客。目前國(guó)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(guó)仍處于研發(fā)階段。
數(shù)字化、智能化、簡(jiǎn)易化、網(wǎng)絡(luò)化和高效化是伺服系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)。隨著電子技術(shù)水平的不斷提高，伺服系統(tǒng)的發(fā)展也在不斷升級(jí)。現(xiàn)代伺服系統(tǒng)多采用交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，隨著工業(yè) 4.0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等理論的提出，現(xiàn)代伺服系統(tǒng)正逐漸向數(shù)字信號(hào)控制、網(wǎng)絡(luò)模塊控制方向轉(zhuǎn)變。數(shù)字控制技術(shù)、總線控制技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)逐漸被高端伺服廠商采用。隨著智能制造的逐步發(fā)展，五大發(fā)展趨勢(shì)將逐步顯現(xiàn)。

伺服系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢(shì)：

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　　數(shù)字化：數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制電路在伺服系統(tǒng)中是一種必然趨勢(shì)。以模擬電子器件為主的伺服控制單元將會(huì)被采用全數(shù)字處理器的伺服控制單元全面取代。在伺服控制方面將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖�控制，以便在伺服系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的控制方法。數(shù)字化控制相比傳統(tǒng)控制方法，在響應(yīng)數(shù)度和運(yùn)動(dòng)精度等方面得到了全面提升。

　　智能化：智能化主要是指伺服驅(qū)動(dòng)器智能化。目前伺服內(nèi)部控制核心大都采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)（DSP），，伺服系統(tǒng)數(shù)字化是其實(shí)現(xiàn)智能化的前提條件。智能化趨勢(shì)是運(yùn)行參數(shù)都可以通過人機(jī)對(duì)話的方式來設(shè)置；故障自診斷與分析；參數(shù)自動(dòng)修正的功能等。

　　簡(jiǎn)易化：簡(jiǎn)易化不是簡(jiǎn)單而是精簡(jiǎn)，是根據(jù)用戶情況，將用戶使用的伺服功能予以強(qiáng)化，使之專而精，而將不使用的一些功能予以精簡(jiǎn)，從而降低了伺服系統(tǒng)成本，為客戶創(chuàng)造更多的收益，嘗試從客戶的實(shí)際需要出發(fā)，形成簡(jiǎn)易模塊化編程操作，使客戶使用簡(jiǎn)便快捷。
網(wǎng)絡(luò)化：即構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)型、總線型伺服系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向、串形、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)，構(gòu)建總線型伺服是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一。

　　高效化：伺服系統(tǒng)將會(huì)采用更精度的編碼器，提高系統(tǒng)的采樣精度，同時(shí)提高伺服驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品性能，不斷優(yōu)化逆變器驅(qū)動(dòng)電路，提供更快數(shù)據(jù)處理速度和伺服系統(tǒng)的加減速性能。

　　日系品牌占據(jù)了我國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)一半的份額。目前，國(guó)外伺服企業(yè)在中國(guó)的市場(chǎng)占有率達(dá)75%，其中日本品牌占比為50%，其著名品牌包括松下、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，產(chǎn)品特點(diǎn)是：技術(shù)和性能水平比較符合中國(guó)用戶的需求；歐美品牌占比 25%，美國(guó)以羅克韋爾、丹納赫、帕光等聞名，而德國(guó)則擁有西門子、倫茨、博世力士樂、施耐德等品牌。國(guó)產(chǎn)品牌占據(jù)了20%的市場(chǎng)，其中內(nèi)地品牌和臺(tái)灣品牌分別占據(jù) 10%的市場(chǎng)，中國(guó)臺(tái)灣以東元和臺(tái)達(dá)為代表，其技術(shù)水準(zhǔn)和價(jià)格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和內(nèi)地品牌之間；中國(guó)內(nèi)地的品牌主要有華中數(shù)控、廣州數(shù)控、埃斯頓、匯川技術(shù)等。

2013-2014國(guó)內(nèi)伺服競(jìng)爭(zhēng)格局份額

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中國(guó) 2015伺服品牌份額

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　　伺服系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，品牌眾多，性能各異。其中安川、三菱、松下等日系品牌性能低于歐系，但可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)，性價(jià)比相比歐美產(chǎn)品較高，最適合國(guó)內(nèi)客戶需求；西門子、倫茨、博世力士樂等歐系品牌過載能力、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動(dòng)器開放性好，但價(jià)格昂貴；臺(tái)系品牌使用簡(jiǎn)單，性能接近日系，但價(jià)格相比日系品牌要低廉很多，在中低端發(fā)展較快。匯川技術(shù)伺服技術(shù)在國(guó)內(nèi)廠商中較為領(lǐng)先，其自主研發(fā)的 23位編碼器已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際水平，目前其產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了安川的水平，其產(chǎn)品進(jìn)口替代的步伐正在逐步加快。華中數(shù)控、埃斯頓等主要研發(fā)的是車床伺服系統(tǒng)，水平達(dá)到了國(guó)際中端水平。

國(guó)內(nèi)外伺服行業(yè)主要企業(yè)特點(diǎn)對(duì)比：

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　　國(guó)產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場(chǎng)占有率逐步提升，2018 年有望達(dá)到 35%。在伺服系統(tǒng)領(lǐng)域，近年來涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的企業(yè)，國(guó)外的廠商技術(shù)出色而且大多擅長(zhǎng)中高端伺服產(chǎn)品，但是價(jià)格普遍偏高，此外，在服務(wù)中國(guó)市場(chǎng)方面也存在一些缺點(diǎn)，比如本地化不足，售后服務(wù)相對(duì)缺乏等。國(guó)內(nèi)廠商提供的伺服產(chǎn)品集中在中低端，價(jià)格也相對(duì)較低，但國(guó)內(nèi)廠商在本地化方面比較出色，能夠充分調(diào)研國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，推出國(guó)內(nèi)廠商需要的伺服產(chǎn)品，甚至可以進(jìn)行專門定制業(yè)務(wù)，而且在售后服務(wù)方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)水平的提升，未來國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)的伺服產(chǎn)品將進(jìn)一步替代國(guó)外產(chǎn)品，2015年國(guó)產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場(chǎng)占有率為 20%，我們預(yù)測(cè)未來三來國(guó)產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場(chǎng)占有率將達(dá)到 25%、30%、35%。

　　國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)技術(shù)落后，產(chǎn)品低端。國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)以小功率的低端產(chǎn)品為主，以性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)滿足中小型和經(jīng)濟(jì)型用戶的需求，高精度伺服電機(jī)主要依賴進(jìn)口。只要少數(shù)幾個(gè)廠商的產(chǎn)品進(jìn)入中端市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)對(duì)精度要求較高的交流伺服控制系統(tǒng)的需求還主要依賴進(jìn)口，如日本三菱、松下、富士和德國(guó)西門子等。近幾年，華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控、匯川技術(shù)等的伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)產(chǎn)品已相繼進(jìn)入批量化生產(chǎn)階段，但還主要是集中在數(shù)控機(jī)床行業(yè)，功率規(guī)格在 400W 左右，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商還無法像日系品牌一樣提供全功率段系統(tǒng)選型方案。

2006-2014年中國(guó)伺服電機(jī)產(chǎn)能

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　　當(dāng)下國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)及其全數(shù)字式伺服驅(qū)動(dòng)器基本開發(fā)成功，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)產(chǎn)業(yè)化方面仍然比較滯后，高端伺服系統(tǒng)尚未形成商品化和批量生產(chǎn)能力，國(guó)內(nèi)對(duì)精密伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的需求還主要依賴進(jìn)口，如日本三菱、松下、富士和德國(guó)西門子等。國(guó)內(nèi)伺服廠商正在不斷加大研發(fā)資金投入，力爭(zhēng)將自身產(chǎn)品的技術(shù)水平達(dá)到高端產(chǎn)品水平。