伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化的重要組成部分，是自動化行業(yè)中實現(xiàn)精確定位、精準(zhǔn)運(yùn)動必要途徑。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轉(zhuǎn)化為電機(jī)轉(zhuǎn)動的角位移和角速度。伺服電機(jī)分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類，與普通電機(jī)相比其主要特點是，其通常搭配反饋裝置一起使用，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

　　伺服電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有兩個繞組，勵磁繞組和控制繞組。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)子在由勵磁繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下轉(zhuǎn)動。同時伺服電機(jī)自帶編碼器，驅(qū)動器實時的接受到編碼器的反饋信號，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)動重型機(jī)械設(shè)備。大型伺服的市場主要供應(yīng)商是西門子、博世力士樂。西門子在高端伺服市場具有傳統(tǒng)優(yōu)勢，憑借其數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)的廣泛應(yīng)用，帶動其伺服系統(tǒng)有較高增長率；中型伺服是指功率介于 1KW和 5KW之間，在OEM市場得到廣泛應(yīng)用。在中型伺服市場安川以其產(chǎn)品出色的性能和準(zhǔn)確的市場定位，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。同時三菱、臺達(dá)、松下等廠家在強(qiáng)化其小型伺服在中國 OEM 的市場地位基礎(chǔ)上，積極開拓中型伺服市場，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，目前在市場上占有領(lǐng)先地位的廠商是松下、三菱和臺達(dá)。臺達(dá)近年來積極開拓市場，取得了不錯的效果。近年來國內(nèi)伺服企業(yè)得到迅速發(fā)展，其市場占有率已上升至 20%左右。而近年來，由于伺服技術(shù)的優(yōu)勢明顯，國內(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，使得本土伺服企業(yè)的競爭力大大增強(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 MANNESMANN 的 Rexroth 公司 1978 年在漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出 MAC 永磁交流伺服電動機(jī)和驅(qū)動控制系統(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，伺服系統(tǒng)的控制技術(shù)逐漸從模擬信號控制向數(shù)字信號控制技術(shù)升級，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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　　我國伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程大致可以分為三個階段，第一階段是 70年度時期，伺服系統(tǒng)首先被應(yīng)用于國防科技、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)國等戰(zhàn)略的提高，我國制造業(yè)水平提到很大提升，伺服系統(tǒng)在我國高端制造業(yè)中得到大范圍應(yīng)用，但使用的幾乎都是國外的伺服系統(tǒng)。

　　隨著國內(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內(nèi)廠家所掌握，同時交流伺服系統(tǒng)上游芯片和各類功率模塊的不斷進(jìn)行技術(shù)升級，促成了國內(nèi)伺服驅(qū)動器廠家在短短的不足十年時間里實現(xiàn)了從起步到全面擴(kuò)展的發(fā)展態(tài)勢。比如數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)中的廣州數(shù)控，電機(jī)和驅(qū)動企業(yè)中的南京埃斯頓、英威騰、東元、新時達(dá)和北超伺服等，運(yùn)動控制相關(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)品的臺達(dá)、匯川等都已紛紛投身伺服產(chǎn)業(yè)并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。與此同時，國外交流伺服廠商在大陸巨大的潛在市場需求刺激下，大舉開拓國內(nèi)市場，陸續(xù)在國內(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。大陸交流伺服市場競爭愈加激烈。

　　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。
數(shù)字化、智能化、簡易化、網(wǎng)絡(luò)化和高效化是伺服系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。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。現(xiàn)代伺服系統(tǒng)多采用交流伺服驅(qū)動系統(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)展趨勢將逐步顯現(xiàn)。

伺服系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢：

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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。以模擬電子器件為主的伺服控制單元將會被采用全數(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)字信號處理機(jī)（DSP），，伺服系統(tǒng)數(shù)字化是其實現(xiàn)智能化的前提條件。智能化趨勢是運(yùn)行參數(shù)都可以通過人機(jī)對話的方式來設(shè)置；故障自診斷與分析；參數(shù)自動修正的功能等。

　　簡易化：簡易化不是簡單而是精簡，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，從而降低了伺服系統(tǒng)成本，為客戶創(chuàng)造更多的收益，嘗試從客戶的實際需要出發(fā)，形成簡易模塊化編程操作，使客戶使用簡便快捷。
網(wǎng)絡(luò)化：即構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)型、總線型伺服系統(tǒng)。現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)，構(gòu)建總線型伺服是實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一。

　　高效化：伺服系統(tǒng)將會采用更精度的編碼器，提高系統(tǒng)的采樣精度，同時提高伺服驅(qū)動器的產(chǎn)品性能，不斷優(yōu)化逆變器驅(qū)動電路，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)了我國伺服系統(tǒng)市場一半的份額。目前，國外伺服企業(yè)在中國的市場占有率達(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)品特點是：技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶的需求；歐美品牌占比 25%，美國以羅克韋爾、丹納赫、帕光等聞名，而德國則擁有西門子、倫茨、博世力士樂、施耐德等品牌。國產(chǎn)品牌占據(jù)了20%的市場，其中內(nèi)地品牌和臺灣品牌分別占據(jù) 10%的市場，中國臺灣以東元和臺達(dá)為代表，其技術(shù)水準(zhǔn)和價格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和內(nèi)地品牌之間；中國內(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國內(nèi)伺服競爭格局份額

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中國 2015伺服品牌份額

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　　伺服系統(tǒng)市場競爭激烈，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)，性價比相比歐美產(chǎn)品較高，最適合國內(nèi)客戶需求；西門子、倫茨、博世力士樂等歐系品牌過載能力、動態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動器開放性好，但價格昂貴；臺系品牌使用簡單，性能接近日系，但價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)到了國際中端水平。

國內(nèi)外伺服行業(yè)主要企業(yè)特點對比：

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　　國產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場占有率逐步提升，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)，國外的廠商技術(shù)出色而且大多擅長中高端伺服產(chǎn)品，但是價格普遍偏高，此外，在服務(wù)中國市場方面也存在一些缺點，比如本地化不足，售后服務(wù)相對缺乏等。國內(nèi)廠商提供的伺服產(chǎn)品集中在中低端，價格也相對較低，但國內(nèi)廠商在本地化方面比較出色，能夠充分調(diào)研國內(nèi)市場，推出國內(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。隨著技術(shù)水平的提升，未來國內(nèi)廠商生產(chǎn)的伺服產(chǎn)品將進(jìn)一步替代國外產(chǎn)品，2015年國產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場占有率為 20%，我們預(yù)測未來三來國產(chǎn)伺服產(chǎn)品市場占有率將達(dá)到 25%、30%、35%。

　　國產(chǎn)伺服系統(tǒng)技術(shù)落后，產(chǎn)品低端。國產(chǎn)伺服電機(jī)以小功率的低端產(chǎn)品為主，以性價比的優(yōu)勢滿足中小型和經(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)幾個廠商的產(chǎn)品進(jìn)入中端市場。國內(nèi)對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年中國伺服電機(jī)產(chǎn)能

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　　當(dāng)下國產(chǎn)伺服電機(jī)及其全數(shù)字式伺服驅(qū)動器基本開發(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，國內(nèi)對精密伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的需求還主要依賴進(jìn)口，如日本三菱、松下、富士和德國西門子等。國內(nèi)伺服廠商正在不斷加大研發(fā)資金投入，力爭將自身產(chǎn)品的技術(shù)水平達(dá)到高端產(chǎn)品水平。