2018年伺服電機規(guī)模近60億，交流化、智能化成主要方向［圖］

    伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機主要由定子和轉(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。

    同時伺服電機自帶編碼器，編碼器由光源、受光傳感器以及編碼圓盤組成，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)值進行比較來調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的控制精確度很大程度決定于編碼器的精度。在加工制造方面對生產(chǎn)工藝的精確程度要求極高。

    伺服電機在自動化控制系統(tǒng)在往往與終端執(zhí)行機構(gòu)相連，因此也被成為執(zhí)行電機。伺服電機在伺服系統(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)化為電機轉(zhuǎn)動的角位移和角速度。伺服電機分為直流和交流伺服電動機兩大類，與普通電機相比其主要特點是，其通常搭配反饋裝置一起使用，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。
伺服電機可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)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(yīng)，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。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機分類

資料來源：智研咨詢整理

    運動控制系統(tǒng)的發(fā)展階段主要體現(xiàn)在伺服系統(tǒng)和運動控制器的發(fā)展上，伺服系統(tǒng)經(jīng)歷了從直流到交流，從開環(huán)到閉環(huán)。按所使用的電機類型可分為，由步進電機構(gòu)成的開環(huán)伺服系統(tǒng)，由直流伺服電機構(gòu)成的直流伺服系統(tǒng)和交流伺服電機構(gòu)成的交流伺服系統(tǒng)。

    由于伺服電機系統(tǒng)在精度、矩頻、過載等性能上的優(yōu)勢，比步進電機系統(tǒng)具有更廣的應(yīng)用范圍，在數(shù)控機床，工業(yè)機器人等行業(yè)的推動下我國伺服系統(tǒng)的規(guī)模不斷增長，2011 年伺服系統(tǒng)市場規(guī)模48.5億元，到2018年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模增長至122.4億元。

2011-2018年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模走勢

資料來源：智研咨詢整理

    從20 世紀(jì)80 年代開始，伺服電機技術(shù)就逐漸應(yīng)用到了數(shù)控系統(tǒng)之中。交流伺服電機體積很小，由于沒有刷頭所以幾乎都不需要維修，這樣的外型對轉(zhuǎn)速和功率的提高有很大的優(yōu)勢。目前數(shù)字化控制市場中交流伺服電機控制系統(tǒng)的運用比較多，已經(jīng)逐漸取代了直流的伺服電機控制技術(shù)。

    目前伺服技術(shù)發(fā)展的主流，就是交流替代了直流的伺服技術(shù)、硬件控制被軟件控制所取代，也正因為如此，在數(shù)控機床上產(chǎn)生了伺服進給和數(shù)控裝置的交流數(shù)字系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化和微處理器的方向發(fā)展，其計算速度較傳統(tǒng)的系統(tǒng)提升了很多，縮短了采樣的時間。技術(shù)的發(fā)展，改善和提高了伺服控制技術(shù)系統(tǒng)的性能，增強了可靠性和柔性，同時也方便了其調(diào)試功能，推進了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。

2012-2018年中國伺服電機行業(yè)產(chǎn)銷量情況

資料來源：智研咨詢整理

    隨著產(chǎn)銷量的擴大，伺服電機的市場規(guī)模也不斷增長，同時由于其精度要求越來越高，制造的技術(shù)壁壘顯著提升，同時伺服驅(qū)動系統(tǒng)及其他方面的技術(shù)不斷成熟，向小微型發(fā)展，生產(chǎn)成本也顯著降低，因此伺服電機在整個伺服系統(tǒng)的中的占比不斷提升。安川、松下、三菱、臺達、西門子為伺服電機市場主要提供商；松下、安川、三菱、西門子、臺達為伺服驅(qū)動器市場主要提供商。2018年我國伺服電機的市場規(guī)模約為57.82億元。近幾年我國伺服電機市場規(guī)模走勢如下圖所示：

2011-2018年我國伺服系統(tǒng)細分市場規(guī)模情況

資料來源：智研咨詢整理

    從市場結(jié)構(gòu)來看，目前國內(nèi)伺服市場中國外品牌占據(jù)90%的市場份額，主要是來自日本和歐美的品牌。然而日本品牌產(chǎn)品占據(jù)了60%的市場份額踞首位。其著名品牌包括松下、發(fā)那克（fanuc）、三菱電機、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點是技術(shù)和性能水準(zhǔn)比較符合中國用戶的需求，以良好的性能價格比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢。

    日系伺服電機品牌可以說是國內(nèi)伺服電機市場最大的受益者，也是國產(chǎn)伺服電機最大的競爭者。

    目前，國內(nèi)的領(lǐng)先廠商包括匯川技術(shù)、埃斯頓、華中數(shù)控、英威騰等，這些企業(yè)原本是液壓行業(yè)、包裝機械、注塑機械伺服電機的龍頭企業(yè)，憑借著原有業(yè)務(wù)的技術(shù)積累，開始向機器人專用伺服電機突破。面對國外的競爭壓力，國內(nèi)企業(yè)在細分市場的突破成為差異化競爭的主要方式，在伺服電機領(lǐng)域也體現(xiàn)了這一思路。

2018年國內(nèi)主要伺服電機及控制器廠商營收與利潤統(tǒng)計

資料來源：公司財報、智研咨詢整理

    匯川技術(shù)毫無疑問的是國內(nèi)運動控制與伺服系統(tǒng)的龍頭企業(yè)，從業(yè)務(wù)規(guī)模來看，匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)的體量較小但增速較快，逐步實現(xiàn)全系統(tǒng)零部件的自主化生產(chǎn)。2018年運動控制類（通用伺服系統(tǒng)、專用伺服系統(tǒng)（電液行業(yè)專用））產(chǎn)品營業(yè)收入接近12億元，體量不到安川機電的十分之一。

    從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，匯川技術(shù)的產(chǎn)品種類更加豐富，包含了控制器、伺服電機、驅(qū)動器和編碼器，較全的產(chǎn)品系列也保障了盈利能力，匯川的毛利率穩(wěn)定自40%以上，高于行業(yè)平均水平。而在其產(chǎn)品性能提升的背景下，成本優(yōu)勢的凸顯將打開市場豁口，有望實現(xiàn)國產(chǎn)化突破。

2012-2018年匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)與控制器收入及毛利率

資料來源：公司年報、智研咨詢整理

    智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國伺服電機行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景分析報告》指出：總的來看，目前行業(yè)內(nèi)企業(yè)在許多行業(yè)主要與外資品牌相競爭。在與外資品牌的競爭過程中，我國伺服系統(tǒng)及其相關(guān)韓各樣企業(yè)依靠差異化的產(chǎn)品、行業(yè)解決方案、本土化的服務(wù)、較低的成本等優(yōu)勢取得了一定的市場地位，綜合毛利率保持較高水平，但由于激烈市場競爭，毛利率呈現(xiàn)出明顯下滑的趨勢。但如果外資品牌調(diào)整經(jīng) 營策略、加大本土化經(jīng)營力度，則行業(yè)內(nèi)企業(yè)面臨的競爭勢必加劇，從而導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品的毛利率下降。

    從技術(shù)的發(fā)展來看，伺服電機控制技術(shù)正在向數(shù)字化、智能化、交流化的方向發(fā)展，隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)，微電子技術(shù)、現(xiàn)在控制技術(shù)的不斷進步，在中國從制造業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強國的進程和數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的性能價格比逐漸提高的基礎(chǔ)上，交流伺服系統(tǒng)作為控制電機類高檔精密部件，它在行業(yè)中的市場也是在穩(wěn)步上升。

    決定交流伺服系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵性因素依然是伺服控制技術(shù)，但由于交流伺服系統(tǒng)本身的有著極其先進的控制原理以及低成本，免維護的特性，其控制特性也在全面的超越直流伺服系統(tǒng)，勢必在今后的發(fā)展過程中將大部分甚至是全部代替直流伺服系統(tǒng)，按照當(dāng)前的運轉(zhuǎn)模式來分析，其今后比向高效率，高速、高精度化以及高性能化的方向發(fā)展。

    不僅如此，隨著目前智能化的大幅度推廣以及網(wǎng)絡(luò)化模塊化的盛行，而現(xiàn)代交流伺服驅(qū)動設(shè)備也同時具備著參數(shù)記憶的功能，以及自身故障的診斷和分析的功能，有的伺服電機甚至還具備了識別參數(shù)的性能，還能在發(fā)現(xiàn)振動的時候自動對其進行抑制，自動將編碼器進行測定并歸零，這些都是伺服電機在智能化法相的發(fā)展趨勢。而網(wǎng)絡(luò)化的重點發(fā)展方向就是如何適應(yīng)高性能運動控制對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、同步性以及可靠性的要求。高檔數(shù)控系統(tǒng)的成功開發(fā)，也預(yù)示著網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字伺服開發(fā)成為當(dāng)下的當(dāng)務(wù)之急，還有伺服電機驅(qū)動器、電源、再生制動、以及電機與電機之間的通訊都在不斷的向模塊化方向發(fā)展。未來伺服電機市場具有顯著的增長空間。