工控电机行业报告（66页）

行业报告下载 2022年12月23日 10:19 管理员

伺服电机是闭环伺服机构中使用的工业控制级电机，内部集成编码器（传感器），其精度取决于编码器的精度。根据MIR 睿工业数据，2021 年国内通用交流伺服系统市场规模约为250 亿元。在闭环伺服机构中，驱动器接受控制器指令，转换为脉冲信号给伺服电机，伺服电机接受脉冲信号，根据信号（转矩、转速、转动方向）运转，同时反馈一个脉冲信号给驱动器。编码器则用于实时纠正两个脉冲信号之间的误差，让其趋于一致。反馈闭环使得伺服电机可以满足对精度要求高的应用场景。转矩脉动是通电的电机中转子在旋转过程中产生的不均匀转矩，在传统电机中主要由于齿槽转矩引起，齿槽转矩是由安装在转子上的永磁体和定子叠片的钢齿之间的吸引力引起的。当旋转传统电机的轴时，可以从物理上感觉到齿槽效应是一种间歇性的“抽动”运动。在对动线保持平滑要求高的场景（数控机床等高精度场景），应使用可以消除齿槽转矩的电机，包括空心杯电机、无框电机、无槽电机。

无槽电机（定子上没有钢齿的伺服电机）的定子不受齿槽转矩的影响，但在通电时仍会出现转矩脉动，这是由于电枢反应的存在。电枢反应是随着电流水平的升高，磁路中的磁通量发生变化，从而将谐波引入电机转矩的恒定波形。这种效应在中高电流的无槽电机中最为明显。无框力矩电机是去掉轴、轴承、外壳、反馈或端盖的伺服电机，只包含定子和转子。1949 年由美国Inland 电机公司（1960 年和科尔摩根光学公司合并为科尔摩根公司）发明，用于早期导弹和空间飞行器的惯性制导系统上的传动万向节。现在，无框电机的典型应用包括：机器人和机器人关节、武器站、传感器的万向节、瞄准系统、无人机推进与导航、工厂自动化设备等。步进系统没有反馈回路，是开环控制。步进电机动线不连续，高速运行时易丢步，因此只能做位置控制，不能做速度控制。不适用于对精度要求高的场景。步进电机价格更低。目前步进电机产品均价在50-60 元之间。根据我们估算，2021年步进电机全球市场规模约为200 亿元。

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