伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方向、狀態(tài)等輸出，能夠跟隨輸入量（或給定值）的任意變化而變化的自動控制系統(tǒng)。在自動控制系統(tǒng)中，能夠以一定的準確度響應控制信號的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。伺服的主要任務是按控制命令的要求，對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。

本期討論話題主要圍繞伺服系統(tǒng)在中國的發(fā)展。

三菱電機自動化（中國）有限公司

銷售推進二部占部勝俊科長

技術(shù)支援部顧問田中俊成先生

1.請您簡單地描述一下伺服系統(tǒng)的工作原理？

田中先生：伺服系統(tǒng)一般由控制器、伺服放大器、伺服電機三部分組成。開始工作后，電源通過伺服放大器將電流輸送給伺服電機，電機開始運轉(zhuǎn)，此時位于伺服電機尾部的編碼器將收集到的電機位置信息反饋給伺服放大器，放大器傳送給控制器，控制器在得到這一信息后做出判斷并發(fā)出指令信息，控制伺服電機的運轉(zhuǎn)和位置。

2.目前伺服控制領(lǐng)域有直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)兩種，您認為這兩種各有什么優(yōu)缺點？

田中先生：早期，發(fā)電站只能輸送直流電，直流電使用方便，因此直流伺服電機應運而生，直流伺服系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能，所以在20世紀70年代曾獲得了廣泛的應用，但同時直流伺服電機存在著機械換向器需要較多維護，運行火花使應用環(huán)境收到了某些限制，轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱的缺點。由于直流電在輸送過程中損耗較大，隨著科學技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的需要，為了減少輸電線路中電能的損失，交流電開始被普遍應用，于是交流電伺服電機開始普及，交流伺服電機擁有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、體積小、質(zhì)量輕、沒有機械轉(zhuǎn)向等優(yōu)點，三菱電機生產(chǎn)的伺服系統(tǒng)只有交流伺服系統(tǒng)。

3.與市場上的伺服系統(tǒng)相比，三菱電機的產(chǎn)品服有什么樣優(yōu)勢？

田中先生：①伺服馬達根據(jù)控制裝置發(fā)出的指令在規(guī)定的位置停下，但由于慣性，指令發(fā)出之后馬達無法瞬間停止，存在時間上的一個延后性，而且馬達運轉(zhuǎn)的時候機器會振動。針對這種延后性和振動，三菱電機研究出了先進的控制技術(shù)，伺服系統(tǒng)在控制裝置發(fā)出指令后的短時間內(nèi)迅速停止，迅速啟動。

②三菱電機伺服系統(tǒng)的控制精度高，編碼器精度可以達到四百萬分之一圈，在世界上屬于領(lǐng)先水平。

③目前世界上生產(chǎn)伺服電機的廠家雖多，但是能同時提供控制器、伺服放大器、變頻器等系列設備的生產(chǎn)商卻并不多，三菱電機就是這樣一個能為提供整體解決方案的生產(chǎn)商，在這里客戶可以享受到一條龍全方位的服務。

4.有人說三菱電機的伺服系統(tǒng)性能非常好，但是相比較市場上的其他產(chǎn)品價格略偏高，針對這一現(xiàn)象您有什么看法？

占部先生：單從技術(shù)上來看，目前伺服系統(tǒng)的生產(chǎn)商表現(xiàn)為金字塔結(jié)構(gòu)，塔尖被日本和歐美的廠商占據(jù)，中間是韓國和臺灣的廠商，底部是中國國內(nèi)的大多數(shù)生產(chǎn)商，目前中國的生產(chǎn)商正在改進技術(shù)，向中端市場靠近，今后中端市場將成為主要的競技場，這也是伺服領(lǐng)域未來的發(fā)展方向。為了開拓中端市場，三菱電機在保證高品質(zhì)的基礎(chǔ)上，分別在大連和常熟設立了工場，開始了本地化生產(chǎn)，常熟工場將于今年12月正式投產(chǎn)。這么做的目的是一方面降低了于匯率和關(guān)稅等費用，在一定程度上降低生產(chǎn)成本，在價格上滿足更多用戶的需求；另一方面可以及時了解到中國消費者的需求，根據(jù)最新的信息作出快速的反應。

5.面對2012年嚴峻的中國市場，您是怎么看的？

占部先生：我認為嚴峻是短期的，從中長期來看，中國市場有著很好的發(fā)展前景。中國人口眾多，消費者數(shù)量大，市場空間非常大，這也是為什么眾多的汽車廠家將主要目標放在中國的原因，所以我認為作為生產(chǎn)商，我們應該把目光放得長遠一些。

6.面對日益嚴峻的市場競爭，作為伺服制造商將如何應對？

占部先生：我想主要從三個方面來做：

①不斷開發(fā)研究先進技術(shù)，保證產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先地位。

②逐漸將日本先進的技術(shù)和經(jīng)驗轉(zhuǎn)移到中國，培育高品質(zhì)的消費者。

③除了伺服系統(tǒng)，三菱電機還有很多工業(yè)自動化產(chǎn)品，我們將整合優(yōu)勢產(chǎn)品，為客戶提供一系列的整體解決方案。

中達電通股份有限公司

伺服數(shù)控產(chǎn)品開發(fā)處總監(jiān) 李文建

1、目前伺服控制領(lǐng)域有直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)兩種，您認為這兩者各有什么優(yōu)缺點？

李文建：在電氣伺服系統(tǒng)中，按驅(qū)動裝置的執(zhí)行元件電動機類型來分，通常分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)兩大類。從伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程看，當今電氣伺服系統(tǒng)在絕大部分應用領(lǐng)域已經(jīng)取代了液壓、氣動伺服系統(tǒng)，而在電氣伺服系統(tǒng)的應用領(lǐng)域上，由于應用領(lǐng)域?qū)λ欧到y(tǒng)要求的提高、越來越多的交流伺服系統(tǒng)以其高響應性、高轉(zhuǎn)速、體積小、運行平穩(wěn)等特點取代直流伺服系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)。

直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷直流伺服電機——電機成本高、結(jié)構(gòu)復雜，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，會產(chǎn)生電磁干擾，因此它適用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷直流伺服電機——電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定，易實現(xiàn)智能化，電機免維護不存在碳刷損耗的情況，可用于各種環(huán)境。

交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電機的類型來分，主要有兩類：永磁同步電機和感應式異步電機。其中，永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于完全成熟，優(yōu)良的低速性能，弱磁高速控制，寬調(diào)速范圍，滿足高新能應用需求。隨著永磁材料性能大幅提高和價格降低，應用領(lǐng)域越來越廣，是現(xiàn)在交流伺服系統(tǒng)的主流。感應式異步結(jié)構(gòu)堅固、制造容易、價格低廉，故具備較好的發(fā)展前景。中低功率段永磁同步電機優(yōu)勢明顯，高功率段感應式異步電機優(yōu)勢明顯。

2、今后伺服會朝什么方向發(fā)展？國內(nèi)的伺服制造商應該首先攻克什么領(lǐng)域才能獲得一杯羹？

李文建：未來的伺服系統(tǒng)的發(fā)展中數(shù)字化交流伺服會占到主流地位，并且會朝智能化、網(wǎng)絡化、直接驅(qū)動、專業(yè)化、集成化、高速、高精、高響應等方向發(fā)展。伺服系統(tǒng)的發(fā)展不會脫離市場和客戶的需求，國內(nèi)的伺服制造商要想在未來市場中獲得立足之地，首先在技術(shù)上必須具有某一領(lǐng)域的明顯優(yōu)勢，比如總線網(wǎng)絡技術(shù)或者高速高精技術(shù)；其次應該深刻了解對行業(yè)設備的需求特點，緊跟行業(yè)發(fā)展步伐。臺達伺服能夠在競爭激烈的自動化市場上占有一席之地，得益于緊跟市場的需求，同時依據(jù)臺達長期潛心深耕工業(yè)自動化行業(yè)得到的寶貴經(jīng)驗，制造出的伺服系統(tǒng)能夠助推各產(chǎn)業(yè)設備快速發(fā)展。

當前臺達在市場上銷售的主力產(chǎn)品屬于臺達的第二代伺服系統(tǒng)產(chǎn)品。包括ASDA-A2系列，ASDA-B2系列等。其中ASDA-A2系列產(chǎn)品采用高解析度通訊型編碼器，具備高響應頻寬，電子凸輪，高速總線接口，內(nèi)部位置控制功能，內(nèi)建全閉環(huán)功能，內(nèi)建龍門同動功能，內(nèi)建刀庫功能等功能。屬于高階智能型單軸伺服系統(tǒng)。同時，ASDA-A2系列產(chǎn)品供電方式包含采用交流 220V和交流 400V供電方式的產(chǎn)品。ASD-B2系列產(chǎn)品屬于高性價比單軸伺服系統(tǒng)。同樣適用高解析度通訊型編碼器，屬于高性能通用型伺服系統(tǒng)。近期臺達伺服發(fā)展規(guī)劃了多軸伺服驅(qū)動器（3軸或以上），高速永磁同步主軸電機（額定6000轉(zhuǎn)/分，最高12000轉(zhuǎn)/分），直驅(qū)電機（直線式、盤式）等產(chǎn)品。

未來臺達伺服會將單軸和多軸的運動控制功能高度集成于驅(qū)動器內(nèi)部，具更備高速的總線接口，發(fā)展直驅(qū)型式電機，同時繼續(xù)潛心了解用戶應用行業(yè)設備工業(yè)特點，利用臺達伺服內(nèi)部的運動控制功能，實現(xiàn)行業(yè)客制化整合，做更專業(yè)的行業(yè)專家級產(chǎn)品。