摘要：國(guó)內(nèi)的伺服電機(jī)起步較晚，但在近幾年良好的市場(chǎng)環(huán)境刺激下，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，已有崛起之勢(shì)，目前規(guī)模較大的國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到30余家，代表性的企業(yè)有匯川技術(shù)、埃斯頓、英威騰等。國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)企業(yè)的市場(chǎng)份額也在增加，尤其在中低端領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的伺服電機(jī)在功能上與外資企業(yè)的伺服電機(jī)相差較小，在性能上仍有一定差距。

伺服電機(jī)是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是工業(yè)機(jī)器人的三大核心零部件之一的執(zhí)行系統(tǒng)，類(lèi)似于“肌肉”。伺服電機(jī)是影響機(jī)器人工作性能的一個(gè)重要因素，成本占比24%，市場(chǎng)規(guī)模較大，競(jìng)爭(zhēng)激烈。

結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)合的不同

伺服電機(jī)分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)，直流電機(jī)分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)；交流電機(jī)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)，如圖1所示，目前交流電機(jī)市場(chǎng)占比65%左右。直流有刷電機(jī)的特點(diǎn)包括：成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、控制容易、維護(hù)不方便（換碳刷）、產(chǎn)生電磁干擾、對(duì)環(huán)境要求較高。在一些環(huán)境要求不苛刻，對(duì)成本敏感的行業(yè)適用性較強(qiáng)。直流無(wú)刷電機(jī)的特點(diǎn)包括：體積小、重量輕、動(dòng)力大、響應(yīng)快、慣量小、轉(zhuǎn)動(dòng)平滑、力矩穩(wěn)定，此外電機(jī)免維護(hù)（無(wú)碳刷）、效率很高、 運(yùn)行溫度低、電磁輻射小、壽命長(zhǎng)、適用環(huán)境較強(qiáng)。交流伺服電機(jī)，分為同步電機(jī)和異步電機(jī)兩種。同步電機(jī)功率范圍大，可以在大功率下作業(yè)；同時(shí)慣量較大，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度較低，速度可以隨著功率增大而快速降低，因此適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用，目前運(yùn)動(dòng)控制中使用同步電機(jī)較多。異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易安裝，效率較同步電機(jī)低，幾乎全用在電動(dòng)機(jī)場(chǎng)合。

圖1 伺服電機(jī)分類(lèi)

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中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)快，國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)崛起

近年來(lái)，隨著3C電子和新能源汽車(chē)等下游領(lǐng)域的爆發(fā),，工業(yè)機(jī)器人的銷(xiāo)量逐年上升，在中國(guó)市場(chǎng)的表現(xiàn)更為顯著。從2013年開(kāi)始，中國(guó)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，并連續(xù)幾年保持高速增速。在伺服電機(jī)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展很快，截至到2018年，已經(jīng)有30余家較大的伺服電機(jī)企業(yè)。國(guó)產(chǎn)品牌占比也有一定的提升，根據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2014年伺服電機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比超過(guò)1%的企業(yè)有12家，匯川技術(shù)占比3%，埃斯頓占比2%，其余均為外資企業(yè)和臺(tái)資企業(yè)。在2016年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，匯川與埃斯頓的伺服電機(jī)市場(chǎng)占比合計(jì)已經(jīng)超過(guò)10%，其中匯川技術(shù)占比7%，埃斯頓占比3%，如圖2所示。其他國(guó)產(chǎn)伺服廠商市場(chǎng)份額均不足1%，但近30余家成規(guī)模的廠商競(jìng)爭(zhēng)潛力很大，顯然，國(guó)內(nèi)星星之火般的國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)制造商已有燎原之勢(shì)。在功能方面，國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)基本上能滿足下游需求，此外，國(guó)內(nèi)企業(yè)在海外并購(gòu)方面也比較積極，匯川在2017年溢價(jià)收購(gòu)德國(guó)POWER AUTOMATION，2019年擬以3倍溢價(jià)收購(gòu)貝思特；埃斯頓兩年內(nèi)入股四家外企，2017年入股服務(wù)型機(jī)器人伺服電機(jī)制造商Barrett Technology（美國(guó)）。這些并購(gòu)的背后都是國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)的支持與機(jī)器人企業(yè)崛起的真實(shí)寫(xiě)照。

圖2 2014年和2016年國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)市場(chǎng)份額占比

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國(guó)內(nèi)企業(yè)與外企之間的差距

國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)在功能上與外企制造商的產(chǎn)品已經(jīng)接近，但在性能上仍有一定差距。對(duì)于中高端領(lǐng)域的伺服電機(jī)，國(guó)外企業(yè)占據(jù)了80%份額。在焊接、噴涂、重型搬運(yùn)等高功率、環(huán)境變化嚴(yán)苛的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外伺服電機(jī)產(chǎn)品存在很大差距。歐系品牌的伺服電機(jī)有以下特點(diǎn)：過(guò)載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好、總線技術(shù)性能優(yōu)秀、開(kāi)發(fā)性較好，以西門(mén)子、貝加萊、羅克韋爾等為代表，目前主要占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高端領(lǐng)域；日系品牌的伺服電機(jī)體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)性能稍差，以松下，安川，三菱為代表，在國(guó)內(nèi)中小OEM企業(yè)占比很高。從性能上看，國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)在動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力、過(guò)載能力、自適應(yīng)能力與國(guó)外企業(yè)仍有不小的差距，究其原因，功率模塊、主芯片、編碼器等關(guān)鍵硬件不能自產(chǎn)，依賴進(jìn)口；信號(hào)插件可靠性不夠，電機(jī)能量密度小，體積大，對(duì)于一些有空間和尺寸限制的機(jī)器人也會(huì)受到局限；功率譜系大多在3KW以下，對(duì)高功率環(huán)境很難滿足。

　　表1 國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)的現(xiàn)狀與國(guó)外高端伺服電機(jī)的差距

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結(jié)語(yǔ)

在中國(guó)工業(yè)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，伺服電機(jī)作為機(jī)器人三大零部件之一發(fā)展較快。目前國(guó)產(chǎn)廠商在低端市場(chǎng)的伺服電機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)占有相當(dāng)比例的份額，在細(xì)化技術(shù)領(lǐng)域和上游供應(yīng)端行業(yè)也有很大進(jìn)步，星星之火可以燎原，伺服電機(jī)的國(guó)產(chǎn)化已成定勢(shì)。然而高性能伺服電機(jī)的核心技術(shù)仍在外資企業(yè)手里，并且很多中低端伺服電機(jī)的零件（如FPGA）也需要進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)在崛起的道路上仍需努力。