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子構成，定子上有兩個繞組，勵磁繞組和控制繞組。其內部的轉子是永磁鐵或感應線圈，導磁材料，轉子在由勵磁繞組產生的旋轉磁場的作用下轉動。

    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)反饋值與目標值進行比較來調整轉子轉動的角度。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化為電機轉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)精準控制。
伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，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，當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉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，由步進電機構成的開環(huán)伺服系統(tǒng)，由直流伺服電機構成的直流伺服系統(tǒng)和交流伺服電機構成的交流伺服系統(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80 年代開始，伺服電機技術就逐漸應用到了數(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，已經逐漸取代了直流的伺服電機控制技術。

    目前伺服技術發(fā)展的主流，就是交流替代了直流的伺服技術、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。技術的發(fā)展，改善和提高了伺服控制技術系統(tǒng)的性能，增強了可靠性和柔性，同時也方便了其調試功能，推進了高精高速加工技術的發(fā)展。

2012-2018年中國伺服電機行業(yè)產銷量情況

資料來源：智研咨詢整理

    隨著產銷量的擴大，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，制造的技術壁壘顯著提升，同時伺服驅動系統(tǒng)及其他方面的技術不斷成熟，向小微型發(fā)展，生產成本也顯著降低，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

    從市場結構來看，目前國內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，其產品特點是技術和性能水準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伺服電機市場最大的受益者，也是國產伺服電機最大的競爭者。

    目前，國內的領先廠商包括匯川技術、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)務的技術積累，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，在伺服電機領域也體現(xiàn)了這一思路。

2018年國內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

    匯川技術毫無疑問的是國內運動控制與伺服系統(tǒng)的龍頭企業(yè)，從業(yè)務規(guī)模來看，匯川技術伺服系統(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。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。

    從產品結構來看，匯川技術的產品種類更加豐富，包含了控制器、伺服電機、驅動器和編碼器，較全的產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)國產化突破。

2012-2018年匯川技術伺服系統(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)市場深度調研及投資前景分析報告》指出：總的來看，目前行業(yè)內企業(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)及其相關韓各樣企業(yè)依靠差異化的產品、行業(yè)解決方案、本土化的服務、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。但如果外資品牌調整經 營策略、加大本土化經營力度，則行業(yè)內企業(yè)面臨的競爭勢必加劇，從而導致國內企業(yè)的產品的毛利率下降。

    從技術的發(fā)展來看，伺服電機控制技術正在向數(shù)字化、智能化、交流化的方向發(fā)展，隨著數(shù)字脈寬調制技術，微電子技術、現(xiàn)在控制技術的不斷進步，在中國從制造業(yè)大國轉變?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)性能好壞的關鍵性因素依然是伺服控制技術，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)，按照當前的運轉模式來分析，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絡化模塊化的盛行，而現(xiàn)代交流伺服驅動設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。而網絡化的重點發(fā)展方向就是如何適應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)，也預示著網絡化數(shù)字伺服開發(fā)成為當下的當務之急，還有伺服電機驅動器、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。