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2021伺服電機系統(tǒng)的關注焦點聚集

時間：2021-11-24 16:40:37

關鍵字：伺服控制

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[導讀] 經(jīng)歷過疫情、中美貿(mào)易戰(zhàn)等一系列考驗之后，國內(nèi)企業(yè)數(shù)字化升級改造的意愿更為強烈產(chǎn)業(yè)自動化水平的提升，以及機器換人等因素都在不同程度上引爆工業(yè)自動化市場新的增長點。但與此同時，產(chǎn)業(yè)供應鏈的強烈震蕩也嚴重影響到廠商的產(chǎn)能計劃和業(yè)務運營，可謂是機遇與挑戰(zhàn)并存。

機電一體化的控制驅(qū)動執(zhí)行件組圖

疫情始終是一個繞不開的話題，疫情過后，國外制造業(yè)將重啟，這對國內(nèi)制造業(yè)會造成一定程度上的沖擊，尤其是目前國內(nèi)制造業(yè)依靠外需拉動的高增長現(xiàn)象將會逐步消失，最終還是得走“國內(nèi)國際雙循環(huán)”的社會新發(fā)展格局。

我們有來自國際的挑戰(zhàn)，主要在于國內(nèi)廠商尚未掌握一些最尖端的技術。一方面，國內(nèi)的運動控制核心算法暫時落后，這導致了設備控制的穩(wěn)定性、易用性等關鍵指標跟不上；另一方面，在高精度機床制造等一些對于可靠性要求特別高的場合中，由于國內(nèi)的電機制造工藝不夠成熟，因此暫時較難替代掉進口品牌。不過隨著國內(nèi)各項技術的精進，以及越來越多的下游企業(yè)給予了國產(chǎn)品牌更多進入行業(yè)的機會，相信在不久的未來，國產(chǎn)技術就能追趕上國際水平。

伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

伺服系統(tǒng)（servomechanism）又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)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（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)是以變頻技術為基礎發(fā)展起來的產(chǎn)品，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)除了可以進行速度與轉(zhuǎn)矩控制外，還可以進行精確、快速、穩(wěn)定的位置控制。

廣義的伺服系統(tǒng)是精確地跟蹤或復現(xiàn)某個給定過程的控制系統(tǒng)，也可稱作隨動系統(tǒng)。

狹義伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，其被控制量（輸出量）是負載機械空間位置的線位移或角位移，當位置給定量（輸入量）作任意變化時，系統(tǒng)的主要任務是使輸出量快速而準確地復現(xiàn)給定量的變化。

伺服電機主要分為直流伺服電機、交流伺服電機、直線永磁三大類。交流伺服電機又可分為異步交流伺服電機和同步交流伺服電機。異步交流伺服電機通常多為鼠籠式轉(zhuǎn)子的三相感應電動機。同步交流伺服電機按不同轉(zhuǎn)子結(jié)構又分為電磁式和非電磁式兩大類。非電磁式又分為磁滯式、永磁式、反應式多種?，F(xiàn)今數(shù)控設備中多采用永磁式的電機，稱為永磁同步交流伺服電機。

伺服電機行業(yè)的上游主要是原材料和電子零部件等其他材料供應商，由于伺服電機的工作原理，其伺服電機磁材是其制造過程中所必需的重要原材料，伺服電機制造處于整個伺服系統(tǒng)中的一部分，除伺服電機制造以外，伺服系統(tǒng)還包括伺服驅(qū)動器制造以及數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)等環(huán)節(jié)。下游需求，伺服電機可以廣泛應用于醫(yī)療器械、機器人(9.710, 0.21, 2.21%)制造、汽車制造和工業(yè)裝備制造等領域，具有廣泛的市場應用前景。

對于未來一段時期國內(nèi)工控自動化行業(yè)市場，出現(xiàn)了以下值得關注的發(fā)展動向：

第一個是環(huán)保行業(yè)，隨著“碳中和”、“碳達峰”的提出，新能源汽車、鋰電池、光伏、風電等領域開始成為焦點。步科變頻研發(fā)團隊憑借成熟的FOC應用能力，推出了FOC大功率磁懸浮電機驅(qū)動產(chǎn)品和解決方案，并針對各細分領域的需求進行定制、優(yōu)化，實現(xiàn)大幅降低設備能耗，提高效率。

第二個是一些可以利用機器去替代人工的領域，比如工業(yè)無人機、無人車。目前，步科FOC多旋翼工業(yè)無人機動力系統(tǒng)已為全國多地的農(nóng)田、果園的植保無人機提供可靠穩(wěn)定動力，助力無人機替代人力去噴灑農(nóng)藥，省時高效。

第三個是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)領域。未來十年、二十年里的工控自動化行業(yè)肯定少不了對物聯(lián)網(wǎng)的使用。自動化核心零部件產(chǎn)品的研發(fā)、以及生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化終會遇到瓶頸，那么那時設備將如何繼續(xù)提高效率？最終還是得通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)。企業(yè)依靠大數(shù)據(jù)進行分析、預判和優(yōu)化，從而提高設備和工廠的生產(chǎn)效率和能力。