一、伺服驱动器行业简介

　　1、什么叫伺服驱动器?

　　伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于人妻体内射精一区二区三区作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，是传动技术的高端产品。

　　伺服电机是目前工业生产中最为常用的电机之一，其具有高速、高精度和高可靠性的特点，广泛应用于机床、输送系统、印刷机、包装机等众多领域。而伺服电机的驱动器则是实现伺服系统的核心部分，其主要作用是将电机的输入信号转换成精准的输出信号，从而实现对电机的精确控制和调节。

　　2、伺服驱动器工作原理和控制方式

　　伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入了软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。

　　首先功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程，整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

　　一般伺服都有三种控制方式：位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。

　　1)位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值，由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

　　2)转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

　　应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

　　3)速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

　　如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

　　如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

　　如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点，如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，采用位置控制方式。

　　3、伺服驱动器分类

　　根据不同的控制方式和要求，伺服电机的驱动器可分直流伺服电机驱动器、交流伺服电机驱动器和步进伺服驱动器。

　　1)直流伺服电机驱动器

　　直流伺服电机驱动器使用直流电源将电机的电流进行控制，其具有速度控制精确、控制原理简单、价格便宜等优点。直流伺服电机驱动器适用于一些小型的、功率较小的电机，如自动售货机、自动贩卖机等。

　　2)交流伺服电机驱动器

　　交流伺服电机驱动器使用交流电源将电机的电流进行控制，其具有良好的速度控制特性，在整个速度区间内可实现精准控制，高效率、高精确位置控制等优点。交流伺服电机驱动器又可以分为同步伺服电机和异步伺服电机。

　　同步伺服电机主要采用永磁体等技术制造，具有更好的速度控制特性，适用于低惯量、低噪音等场合;异步伺服电机则通过使用电容或变压器来改变转子和定子之间的磁场，实现电机的控制。

　　3)步进伺服驱动器

　　步进驱动器是一种使用数字信号来控制电机的非常常用的驱动器(严格来说并不是完整的闭环)。步进驱动器通过改变电机的相位和电流来实现电机的控制。步进驱动器结构简单、工作可靠、适应性强，广泛应用于自动化加工、包装、印刷、纺织等领域。

　　4、伺服驱动器接线图

　　5、伺服驱动器选型

　　选择合适的伺服驱动器需要考虑到各个方面，这主要是根据系统的要求进行的。在选择系统之前，首先分析了系统的大小、电源、控制方式等系统要求。设置选择方向。让我们来看看伺服驱动器的各种参数。

　　1)持续电流，峰值电流;

　　2)电源电压，控制部分电源电压;

　　3)支持的运动类型，反馈类型;

　　4)控制方式和接收命令的形式;

　　5)通讯协议。

　　根据这些信息，我们可以粗略地选择与电机匹配的伺服驱动器。此外，还要注意工作环境、温湿度、安装尺寸等。

　　选择伺服驱动器不仅要考虑驱动器是否与电机匹配，还要考虑控制方法。伺服驱动器有三种控制模式：位置，速度和扭矩模式。可以通过外部模拟输入或通信命令设置转矩模式和速度。位置模式通过频率和脉冲数确定运动的速度和长度。在转矩模式下，电机输出固定的转矩，不能控制位置和速度。位置模式对速度和位置有非常严格的控制，通常用于定位设备。根据系统的需要，以及上级控制的类型，选择合适的控制方法。

　　二、伺服驱动器生产流程

　　三、伺服驱动器上下游分析

　　伺服驱动器行业的上游为各种金属原材料(主要为铜、银和铁)、塑胶材料、成品五金零件、注塑件和触点，以及其它相关原材料和零配件的制造业;下游为家电、通信设备、汽车制造、电力保护、军工装备、医疗器械、新能源应用等行业或领域。

　　四、我国伺服系统发展历程

　　我国伺服系统的发展历程大致可以分为三个阶段，第一阶段是 70年度时期，伺服系统首先被应用于国防科技、军工等高端制造行业。第二阶段是 80年度以后，伺服系统开始在一些高端民用制造中得到尝试;2000年以后，随着制造强国等战略的提高，我国制造业水平提到很大提升，伺服系统在我国高端制造业中得到大范围应用，但使用的几乎都是国外的伺服系统。

　　随着国内电机制造水平的大幅提升，交流伺服技术也逐渐为越来越多的国内厂家所掌握，同时交流伺服系统上游芯片和各类功率模块的不断进行技术升级，促成了国内伺服驱动器厂家在短短的不足十年时间里实现了从起步到全面扩展的发展态势。比如数控系统企业中的广州数控，电机和驱动企业中的南京埃斯顿、英威腾、东元、新时达和北超伺服等，运动控制相关企业中的深圳步科、杭州中达，乃至以人妻体内射精一区二区三区为龙头产品的台达、汇川等都已纷纷投身伺服产业并实现了产业化、规模化生产。与此同时，国外交流伺服厂商在大陆巨大的潜在市场需求刺激下，大举开拓国内市场，陆续在国内设置工厂或办事处，招募代理商，利用本地资源，批量生产和销售各种规格的交流伺服系统产品。大陆交流伺服市场竞争愈加激烈。

　　国产伺服系统起步较晚。2000年以后国内厂商才真正开始民用伺服系统的研发，目前在功能、性能和工艺方面和国外产品仍有较大的差距。国产伺服电机以小功率的低端产品为主，国产伺服厂商采取的营销策略通常是通过较高的性价比吸引使用精度要求相对较低的客。目前国内厂商已经完成中低端伺服系统研发与量产，但由于加工水平和研发水平的限制，高端伺服系统我国仍处于研发阶段。

　　四、2019-2023年中国伺服驱动器市场规模

　　五、国内市场主要伺服驱动器品牌情况

　　伺服电机在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，具有抗过载能力强、高速性能好、低速运行平稳、发热和噪音明显降低的优点。以下为中国市场主要伺服驱动器企业的地位。

　　1、松下、安川处于第一梯队

　　分品牌来看，以市占率划分，伺服系统市场呈现出了明显的梯次结构。以松下、安川为代表的日系品牌市场占有率相当，市占率分别占比13.9%和12.2%，处于第一梯队，与其他品牌明显拉开差距。松下和安川的伺服系统在高端装备上使用的很多，一些设备厂商都是应下游客户要求装配。台达、三菱处于第二梯队，市占率分别占比11.9%和7.9%。汇川、西门子等处于第三梯队，市占率分别占比4.4%和5.0%。三洋、施耐德、罗克韦尔、博世力士乐等处于第四梯队，市占率约3%。内资企业除汇川外，成规模的企业有数十家，但大部分企业规模较小，市场份额普遍在1%以下，并且主要集中在低端领域的中小型伺服产品，竞争激烈，盈利能力也比较差。

　　2、日系品牌市场占有率仍较高，国内伺服市场进口替代空间大

　　近年来，国产品牌市场占有率在快速提升，但日系品牌仍牢牢占据国内伺服市场近半壁江山。同大多数高精密度的产品一样，长期以来外资品牌占据了国内伺服系统市场的大部分份额，市场占有率达77%。

　　其中，日韩系品牌占比为45%，主要以日系品牌为主，包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等，这些都是老牌的日本工业自动化设备生产商，技术上都很全面，产品特点是技术和性能水平很高，比较符合中国用户的需求，同时价格也比较高。

　　其次为欧美品牌占比22%，其中美国知名的有罗克韦尔，丹纳赫、帕光等，德国则拥有西门子、博世力士乐、伦茨、施耐德等品牌。欧美品牌主要集中遇于大型伺服系统，因此面临着市场萎缩的风险，到2015年欧美的市场份额减少10%至22%。

　　3、国内外主要伺服驱动器公司产品特点

　　六、中国伺服驱动器行业展望

　　伺服驱动器在过去几十年中得到了迅猛发展，未来几年的发展趋势为：

　　1)高性能和高精度：伺服驱动器将不断提高其性能和精度，以满足更高要求的应用。这包括更高的转矩密度、更快的响应速度和更精确的位置和速度控制。

　　2)集成化和智能化：伺服驱动器将越来越多地实现集成化，并具备更智能化的功能。例如，内置的运动控制器和编码器、自适应控制算法、网络通信接口等。这将使得系统更加紧凑、易于安装和操作，并且能够实现更复杂的应用。

　　3)节能和环保：随着对能源的节约和环境保护意识的提高，伺服驱动器将会更加注重节能和环保。通过采用先进的功率电子器件、高效的控制算法和能量回收技术，将能够减少功耗和系统对环境的影响。

　　4)网络化和互联性：伺服驱动器将越来越多地支持网络通信和互联性。这将使得伺服驱动器可以与其他设备和系统进行实时数据交换和控制。例如，通过以太网、无线通信或云端服务实现远程监控和控制。

　　5)模块化和可扩展性：伺服驱动器将变得更加模块化和可扩展，以满足不同应用的需求。用户可以根据实际需要选择适合的模块和接口，并且能够随时扩展或升级系统，而不需要更换整个驱动器。

　　总之，伺服驱动技术的发展趋势是以高性能、智能化、节能环保、网络化和模块化为主导，以满足不断增长的市场需求和应用要求。