第一節(jié) 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 行業(yè) 宏觀經(jīng)濟環(huán)境 分析

交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)水平和實力直接影響并決定著其他產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的競爭力，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。尤其是重大成套技術(shù)裝備的制造能力和制造水平，是一個國家科技、經(jīng)濟、工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)。世界各工業(yè)強國，無一例外都是重大裝備制造業(yè)的強國。

2005年-2011年前三季度我國GDP增長變化圖

單位：億元

2009-2011年我國CPI指數(shù)同比增長變化情況

我國經(jīng)濟的平穩(wěn)快速發(fā)展為交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 行業(yè) 的發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部宏觀環(huán)境。

第二節(jié) 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 行業(yè) 相關(guān)政策及影響 分析

在國家大力振興裝備制造業(yè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、關(guān)鍵大型設(shè)備自主化、替代能源、節(jié)能減排等多項政策影響下，我國的重大技術(shù)裝備類交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品迎來了新一輪發(fā)展機遇。

近些年國家出臺的政策中，值得引起交流伺服市場注意的是：國發(fā)〔2009〕《紡織工業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》、《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》、《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》，三份 規(guī)劃 的 規(guī)劃 期均為2009—2011年。

《紡織工業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》針對 規(guī)劃 的目標中所提到的“科技支撐力顯著提高、節(jié)能減排取得明顯成效。、淘汰落后取得實質(zhì)性進展。”具體到：“高新技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化及應用取得顯著進展，具有國際先進水平的紡織技術(shù)裝備比重提高到50%左右，”、“全 行業(yè) 實現(xiàn)單位增加值能耗年均降低5%、水耗年均降低7%、廢水排放量年均降低7%。”、“到2011年，淘汰75億米高能耗、高水耗、技術(shù)水平低的印染能力，淘汰230萬噸化纖落后產(chǎn)能，加速淘汰棉紡、毛紡落后產(chǎn)能。”

《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》中提到，“加速 行業(yè) 解決方案的開發(fā)和推廣，組織開展 行業(yè) 應用試點示范工程，支持RFID（電子標簽）、汽車電子、機床電子、醫(yī)療電子、工業(yè)控制及檢測等產(chǎn)品和系統(tǒng)的開發(fā)和標準制定。支持信息技術(shù)企業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)開展多層次的合作，進一步促進信息化與工業(yè)化融合。”

《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 》中關(guān)于“推廣使用節(jié)能和新能源汽車”中提到，“啟動國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財政安排資金給予補貼，支持大中城市示范推廣混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車?？h級以上城市人民政府要制訂 規(guī)劃 ，優(yōu)先在城市公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)、郵政、機場等領(lǐng)域推廣使用新能源汽車；建立電動汽車快速充電網(wǎng)絡，加快停車場等公共場所公用充電設(shè)施建設(shè)。”

紡織 行業(yè) ，交流伺服應用份額占8%左右，預計2010年可以增長到3億元的市場規(guī)模，特別在印染方面，加上國家對淘汰落后產(chǎn)能的政策，此方面的增長應當是今年紡織應用 行業(yè) 的主要增長點之一。

電子專用設(shè)備方面，交流伺服占據(jù)近9個點的應用市場， 規(guī)劃 中提到的相關(guān)的 行業(yè) 中，機床、醫(yī)療等 行業(yè) 中，機床是交流伺服應用市場中最重要的組成部分，醫(yī)療器械 行業(yè) 是交流伺服未來發(fā)展的重要潛力 行業(yè) ，而增加應用于電子專用設(shè)備產(chǎn)品的同時，也可以視為是增加在機床及醫(yī)療器械 行業(yè) 中的應用份額。2010年在此范圍的市場應用規(guī)模預估在3.2億元左右。

汽車 行業(yè) ，近幾年在大家的視線中，無論提到“節(jié)能減排”，還是提到“國家優(yōu)惠政策”均少不了政府對汽車 行業(yè) 的提及，可見是重視再重視。雖然從目前來看交流伺服目前應用于汽車 行業(yè) 的不足3%的份額，但各地政府積極采購新能源汽車作為市政采購的一部分，可見未來五年中，應用于新能源汽車的交流伺服市場將會較現(xiàn)在的市場規(guī)模翻一番。

第三節(jié) 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 行業(yè) 技術(shù)工藝 發(fā)展 分析

伺服系統(tǒng)伴隨著伺服電動機的發(fā)展而發(fā)展，主要經(jīng)歷了三個主要發(fā)展階段：第一個發(fā)展階段是20世紀60年代以前，以步進電動機驅(qū)動的液態(tài)伺服電動機或以功率步進電動機直接驅(qū)動為中心，伺服系統(tǒng)的控制為開環(huán)系統(tǒng)。第二個發(fā)展階段是20世紀六七十年代，直流伺服電動機誕生并全盛發(fā)展，由于直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速性能，被很多高性能驅(qū)動裝置采用，伺服系統(tǒng)的位置控制也由開環(huán)系統(tǒng)發(fā)展成為閉環(huán)系統(tǒng)。第二三個發(fā)展階段是20世紀80年代至今，以機電一體化時代為背景。與其相適應的伺服驅(qū)動裝置也經(jīng)歷了模擬式、數(shù)?；旌鲜胶腿珨?shù)字化式階段。其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，且調(diào)試、使用簡單，因而倍受青睞。

20世紀80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅(qū)動。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：

1、無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低。

2、定子繞組散熱比較方便。

3、慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。

4、適應于高速大力矩工作狀態(tài)。

5、同功率下有較小的體積和重量。

自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅(qū)動系統(tǒng)，這標志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進入實用化階段。到20世紀80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個伺服裝置市場都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器（DSP）的應用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進行，分別稱為永磁交流伺服系統(tǒng)。

到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動機，控制驅(qū)動器多采用快速、準確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。

日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅(qū)動器，其中D系列適用于數(shù)控機床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25～2.8N.m），R系列適用于機器人（最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個系列。20世紀90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅(qū)動、8051單片機控制改為正弦波驅(qū)動、80C、154CPU和門陣列芯片控制，力矩波動由24％降低到7％，并提高了可靠性。這樣，只用了幾年時間形成了八個系列（功率范圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿足了工作機械、搬運機構(gòu)、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。

以生產(chǎn)機床數(shù)控裝置而著名的日本法奴克（Fanuc）公司，在20世紀80年代中期也推出了S系列（13個規(guī)格）和L系列（5個規(guī)格）的永磁交流伺服電動機。L系列有較小的轉(zhuǎn)動慣量和機械時間常數(shù)，適用于要求特別快速響應的位置伺服系統(tǒng)。

日本其他廠商，例如：三菱電動機（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機（SM系列）、大隈鐵工所(BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機（S系列）等眾多廠商也進入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競爭行列。

德國力士樂公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動機共有7個機座號92個規(guī)格。

德國西門子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動機分為標準型和短型兩大類，共8個機座號98種規(guī)格。據(jù)稱該系列交流伺服電動機與相同輸出力矩的直流伺服電動機IHU系列相比，重量只有后者的1／2，配套的晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動器6SC61系列，最多的可供6個軸的電動機控制。

德國寶石（BOSCH）公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列（17個規(guī)格）和稀土永磁的SE系列（8個規(guī)格）交流伺服電動機和Servodyn SM系列的驅(qū)動控制器。

美國著名的伺服裝置生產(chǎn)公司Gettys曾一度作為Gould電子公司一個分部（Motion Control Division），生產(chǎn)M600系列的交流伺服電動機和A600 系列的伺服驅(qū)動器。后合并到AEG，恢復了Gettys名稱，推出A700全數(shù)字化的交流伺服系統(tǒng)。

美國A-B（ALLEN-BRADLEY）公司驅(qū)動分部生產(chǎn)1326型鐵氧體永磁交流伺服電動機和1391型交流PWM伺服控制器。電動機包括3個機座號共30個規(guī)格。

I.D.（Industrial Drives）是美國著名的科爾摩根（Kollmorgen）的工業(yè)驅(qū)動分部，曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個系列共41個規(guī)格的無刷伺服電動機和BDS3型伺服驅(qū)動器。自1989年起推出了全新系列設(shè)計的（Goldline）永磁交流伺服電動機，包括B（小慣量）、M（中慣量）和EB（防爆型）三大類，有10、20、40、60、80五種機座號，每大類有42個規(guī)格，全部采用釹鐵硼永磁材料，力矩范圍為0.84～111.2N.m，功率范圍為0.54～15.7kW。配套的驅(qū)動器有BDS4（模擬型）、BDS5（數(shù)字型、含位置控制）和Smart Drive（數(shù)字型）三個系列，最大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術(shù)最新水平。

愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個分部，現(xiàn)合并到AEG，以生產(chǎn)直流伺服電動機、直流力矩電動機和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機座號共17種規(guī)格的SmCo永磁交流伺服電動機和八種控制器。

法國Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠生產(chǎn)LC系列（長型）和GC系列（短型）交流伺服電動機共14個規(guī)格，并生產(chǎn)AXODYN系列驅(qū)動器。

原蘇聯(lián)為數(shù)控機床和機器人伺服控制開發(fā)了兩個系列的交流伺服電動機。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁，有兩個機座號，每個機座號有3種鐵心長度，各有兩種繞組數(shù)據(jù)，共12個規(guī)格，連續(xù)力矩范圍為7～35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6個機座號17個規(guī)格，力矩范圍為0.1～170N.m，配套的是3ДБ型控制器。

近年日本松下公司推出的全數(shù)字型MINAS系列交流伺服系統(tǒng)，其中永磁交流伺服電動機有MSMA系列小慣量型，功率從0.03～5kW，共18種規(guī)格；中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個系列，功率從0.75～4.5kW，共23種規(guī)格,MHMA系列大慣量電動機的功率范圍從0.5～5kW，有7種規(guī)格。

韓國三星公司近年開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動機及驅(qū)動系統(tǒng)，其中FAGA交流伺服電動機系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號，功率從15W～5kW。

現(xiàn)在常采用Powerrate這一綜合指標作為伺服電動機的品質(zhì)因數(shù)，衡量對比各種交直流伺服電動機和步進電動機的動態(tài)響應性能。功率變化率表示電動機連續(xù)（額定）力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量之比。

按功率變化率進行計算 分析 可知，永磁交流伺服電動機技術(shù)指標以美國I.D 



免責申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標準等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。