伺服电机之中国市场

伺服电机之中国市场

近年来，中国从制造业大国正向制造业强国发展，由于国家对制造装备及其技术改造工作的重视，随着全数字式交流永磁伺服系统的性能价格比逐步提高，交流伺服电机作为控制电机类高档精密部件，其市场需求将稳步增长，近5年内其应用前景将十分看好。

1990年以前，由于技术成本等原因，国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主，而且主要集中在机床和国防军工行业。1990年以后，进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也很快从模拟式过渡到全数字式。由于交流伺服电机的驱动装置采用了先进全数字式驱动控制技术，硬件结构简单，参数调整方便，产品生产的一致性可靠性增加，同时可集成复杂的电机控制算法和智能化控制功能，如增益自动调整、网络通讯功能等，大大拓展了交流伺服电机的适用领域；另外随着各行业，如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等，对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长，交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。

2002年从北京和利时电机技术公司的客户查询统计可知，有近51％的原用直流伺服和步进电机的客户准备更换永磁交流伺服系统，功率在3kW以内，其中有85％为1000W以下的伺服电机。

针对客户具体单一应用，由于其特殊的技术和成本指标，通用伺服产品（包括进口产品）很难达到要求，这就需要量身定制，在原有伺服电机驱动器中嵌入用户特定的运动控制功能，可大大降低产品成本。这些典型行业客户需求具备一定批量，同时要求有较高的可靠性。北京和利时电机技术有限公司的数字伺服产品在纺织设备、印刷设备、电梯设备、机器人等行业已有成熟的应用。

在通用伺服驱动器的基础上，附加一些PL C和运动控制功能，加上本身具备的网络通信功能，形成一个独立的单轴运动控制器，独立完成一定的运动控制功能，如：点到点定位等，可广泛用于自动化生产线等应用领域。

截至1999年底，国产交流伺服电机及其全数字式伺服驱动器基本自主开发成功，但产业化方面比较滞后，尚未形成商品化和批量生产能力，国内对精密交流伺服电机控制系统的需求还主要依赖进口，如日本三菱、松下、富士和德国西门子等。近几年，华中数控、广州数控、航天数控、兰州电机等的伺服驱动器及电机产品已相继进入产业化阶段，但还主要是集中在数控机床行业，功率规格在400W以上，没有针对整个自动化控制行业形成全系列规格标准产品。由于中国为制造业大国，除数控机床行业外，其他行业对各种规格伺服电机需求量逐年增长，为此，国外伺服电机生产厂商陆续计划或已经在国内设置独资工厂，利用本地资源和廉价劳动力，批量生产各种规格的通用型伺服电机产品。

国内伺服电机的设计生产技术已趋于完善，目前主要是朝标准化，系列化，规模化方向发展，只有一定规模才能有高可靠性和价格低廉而富有竞争力的产品。但国内伺服电机的全数字驱动器技术还比较落后，主要局限于欠缺实用的电机数字控制算法和高可靠的功率模块，这样大大限制了国产伺服电机的推广。

北京和利时电机技术有限公司是一家专注于运动控制电机及其驱动器研发和生产的民营高科技公司，在电机独立设计及其驱动器自主研发方面有着丰富经验和深厚的技术背景，创业初期曾率先在国内推出全系列规格的步进电机及其驱动器产品。该公司目前已成功完成了全系列规格伺服电机的设计生产及ES系列全数字式伺服驱动器的研制，计划明年3月针对整个自动化控制行业推出3kW以

内GS系列的永磁交流伺服电机及其全数字式伺服驱动器标准产品。该公司拥有电机和驱动的全部核心技术，从总体上说处于领先水平，尚需加大产业化力度。

武汉华中数控股份有限公司是一家从事数控系统及其主要配套部件的研发和生产的国有控股型的高科技公司，自主设计开发了小功率HSV-16全数字式伺服驱动器，配套华中理工大学新型电机厂研制的STZ系列交流永磁伺服电机，其自行开发的伺服电机已经在今年的展会上露面。技术目前在国内处于领先地位，但产品主要与自行开发的数控系统配套销售，产业化规模尚未形成。

广州数控设备厂是中国南方的数控产业基地，致力开发生产机床数控系统和推广机床数控化改造服务。该公司在华中理工大学伺服技术的基础上研制的DA98全数字式交流伺服驱动器，初步形成了一定的产业规模，电机配套国内其他厂家的产品。由于主要是配合自己的数控系统进行销售，加上缺乏伺服的核心技术等原因，未形成标准化全数字式伺服产品。

航天数控集团公司是国家定点的数控产业基地之一，该单位配套生产的伺服驱动单元和伺服电机产品已形成系列化、标准化、模块化，除国内销售外，还出口国际市场，但由于缺乏数字式伺服技术，限制了其产品的推广。

兰州电机厂是我国西北地区最大的生产电机的企业，引进消化了德国西门子公司永磁交流伺服电机制造技术，其电机产品已在机床行业形成一定规模，并还出口国际市场，但其产品主要是大功率电机，如主轴伺服电机。

■ 伺服电动机容量越大，自然地使用的数量亦越少，但有些令人惊异，应询者中有19% 正在使用30 kW 或甚至更大的伺服电动机，另有15% 表示在未来一年中亦将这样做。相对照的是50% 用户正在使用6～10 kW 伺服电动机，另41%计划明年亦将使用。

■约一半应询者(48%)表示转速3,000 rpm 或较低已满足要求，另40% 需要3,000～6,000 rpm，而有9% 的应询者需要10,000 rpm。仅3% 用户表示要用超过10,000 rpm.的伺服电动机。

■ 来年伺服电动机的采购量将与今年持平。59%的应询者说他们的采购量将与今年一样。有30%可能增加使用量，预计平均增加25%。仅11% 的应询者说他们的采购量在未来一年中将减少，平均减少约50%。

应询者在过去一年中从以下的供应厂商采购伺服电动机(这里仅列出达到2 位数的供应商)： ■ 43% Rockwell Automation/Allen-Bradley

■28% Baldor Electric

■ 21% Emerson Control Techniques

■19% Yaskawa Electric

■ 18% GE Fanuc

■ 17% Parker-Hannifin/Compumotor

■ 12% Bosch Rexroth

■ 12% Siemens

■ 12% Danaher Motion

在那些选型和购买伺服电动机者中，50% 是工厂自己需要，32% 是OEM (配套用户)， 而18% 兼有OEM 和工厂本身需要。