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)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣伺服驅(qū)動器和伺服電機(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數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)安設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，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數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，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;一個是開環(huán)控制，一個是閉環(huán)控制。

3、低頻特性不同;步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象，當(dāng)它工作在低速時一般采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，伺服電機(jī)運(yùn)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(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，啟動頻率過高或負(fù)載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，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(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)自動化程度亟需提高，同時在加快轉(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。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年中國伺服電動機(jī)行業(yè)發(fā)展前景戰(zhàn)略及投資風(fēng)險預(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，價格上比國產(chǎn)伺服電機(jī)普遍高出1000左右，但價格在進(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)主要分為兩個系列，其中一款價格較低，性價比相對較高;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)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。

為什么日本品牌會占到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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