伺服电机下游产业链发展情况

伺服电机下游产业链发展情况

一、工业机器人

中投顾问在《2016-2020年中国伺服电机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，工业机器人对关节驱动电机的要求有：

（一）快速响应性。

电机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好，一般是以伺服电机的机电时间常数的大小来说明伺服电机快速响应的性能。

（二）起动转矩惯量比大。

在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电机的起动转矩大，转动惯量小。

（三）控制特性的连续性和直线性。

随着控制信号的变化，电机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。随后，调速范围宽。能使用于1:1000-10000的调速范围。当然，为了配合机器人的体形，伺服电机必须体积小、质量小、轴向尺寸短。最后就是能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受数倍过载。

交流伺服驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。一般情况下，同步式交流伺服驱动器通常采用电流型脉宽调制（PWM）相逆变器和具有电流环为内环、速度环为外环的多闭环控制系统，以实现对三相永磁同步伺服电机的电流控制。

工业机器人市场高增长带动伺服系统市场规模不断上升。近年来，我国工业机器人销量迅速放大，2014年已达到5.6万台，且增长率高达53.2%，随着人口红利的消退，预计未来工业机器人销量仍然会保持高速增长。一般来讲，工业机器人由四大部分组成，即本体、伺服、减速器和控制器，伺服系统占据了非常重要的位置。未来几年，工业机器人的高速增长将带来大量对伺服系统的需求。

二、数控机床

（一）开环伺服系统

中投顾问在《2016-2020年中国伺服电机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，开环伺服系统不设检测反馈装置，不构成运动反馈控制回路，电动机按数控装置发出的指令脉冲工作，对运动误差没有检测反馈和处理修正过程，采用步进电机作为驱动期间，机床的位置精度完全取决于步进电动机的步距角精度和机械部分的传动精度，难以达到比较高精度要求。步进电动机的转速不可能很高，运动部件的速度受到限制。但步进电机结构简单、可靠性高、成本低，且其控制电路也简单。所以开环控制系统多用于精度和速度要求不高的经济型数控机床。

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第2页 （二）全闭环伺服系统

闭环系统主要由比较环节、伺服驱动放大器、进给伺服电动机、机械传动装置和直线位移测量装置组成。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器，可以对电机轴后端的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制，并能充分发挥数字信号处理器的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

（三）半闭环伺服系统

将位置检测装置安装在驱动电机的端部或是丝杆的端部，用来检测丝杠或伺服马达的回转角，间接测出机床运动部件的实际位置，经反馈送回控制系统。由于机械制造水平的提高及速度检测元件和丝杆螺距精度的提高，半闭环数控机床已能达到相当高的进给精度。大多数的机床厂家广泛采用了半闭环数控系统。

三、新能源汽车

中投顾问在《2016-2020年中国伺服电机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，新能源汽车销量爆发式增长，伺服市场空间巨大。伺服系统在新能源汽车的应用处于起步阶段。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

目前电动汽车驱动电机市场处于起步阶段，所以总体上规模不大，但门槛不低，驱动电机作为电动汽车的能量转化工具，必须具有高效率、高适应性。

四、风电设备

中投顾问在《2016-2020年中国伺服电机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，伺服系统是实现变桨控制的核心。风力发电控制系统的基本要求为：保证可靠运行、获取最大能量、提供良好的电力质量。为了达到这一控制目标，风力发电系统经历了定桨距控制、变桨距控制及变速控制等控制技术，而伺服系统是实现变桨控制的核心。

伺服系统在风电行业的销量增速在20%左右。风电行业起步较晚，但是发展十分迅猛，2008年以来我国风电机组数量快速增长，到2014年达到76241台，6年年均复合增长率为36.9%，预计未来增速仍将保持在20%左右。伺服系统作为风电机组的核心组成部分，增速也有望保持在20%左右。