西门子巴中市(中国)授权总代理-西门子PLC模块
更新:2024-10-06 08:00 发布者IP:223.74.194.232 浏览:0次- 发布企业
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产品详细介绍
伺服电机作为工业自动化的核心零部件,市场规模随产业自动化升级稳步增长。1)替代需求:在机床、纺织机械、印刷机械和包装机械等领域,伺服电机相比步进电机具有精度、扭矩、过载等性能方面的优势,渗透率不断提升;2)新增需求:工业机器人、电子智造装备等行业对精度性能要求较高,其迅速增长为伺服电机市场贡献较大增量。根据 Grand View Research 与 MIR数据统计,2020 年全球伺服电机市场规模 367 亿元,预计 2026 年有望达到 539亿元。我国伺服电机起步较晚,尚处于成长阶段,2020 年我国伺服电机市 场规模约 149 亿元,预计 2026 年有望达到 225亿元。伺服电机的核心难度,即导致各国差距之处,主要在于电机的基础性研究、高精度伺服驱动器和编码器。1)基础性技术研究:包括高端电机的结构设计、产业化制造技术、生产工艺的突破、性能指标的实用性检验,导致高端伺服电机的性能、质量和稳定性的差异;2)材料,特别是适应高温的材料;磁材和绝缘性材料等,国内的磁材总体性能差,伸缩长度会发生变化;3)驱动系统:目前的伺服系统标准仍然依靠国外定义,包括共目线结构体系,先进的控制算法,自适应振动抑制,自适应参数整定,齿槽转矩补偿,磁饱和控制,弱磁控制、安全控制等,需要时间和经验的积累、大量的数据逐步实现各项功能;4)编码器:目前高精度编码器严重依赖进口,小型化仍待突破,而编码器对定位精度影响很大。伺服电机行业 65%份额为外资品牌,高端市场基本被外资垄断。根据 MIR 数据,我国 伺服电机竞争格局中外资品牌占65%,国产品牌占35%。根据前瞻产业研究院报告,目前 主流品牌可分为欧系、日系和国产品牌等类别,其中欧系日系占据中高端市场,国产主要集中在中低端市场。①欧系品牌占比 20%:如西门子、伦茨、博世力士乐等,过载能力高、动态响应好、驱动器开放性强,但价格昂贵、体积重量大;②日系品牌占比 45%:如安川、三菱、松下等,品牌性能和价格相对低、体积小、重量轻、可靠性和稳定性强,但动态响应能力较弱、开放性较差低,总体上性价比更高,Zui适合中端需求;③国产伺服占比35%:如台湾台达、汇川技术、华中数控等,产品基本成熟,精度和可靠性较差,中小功率居多,中低端伺服系统已实现大规模量产,但高端伺服系统尚未形成商品化和批量生产能力。2.2 步进电机:经济性更高,适合低精度要求场景步进电机也是一种控制电机。步进电机源于自英语单词“Step”,意为“走一步”,是一种形象的翻译。步进电机能将电脉冲信号转换为角位移/直线位移,并且位移量与脉冲数成正比,转速或线速度与脉冲频率成正比。通过调整电脉冲信号或脉冲频率就可以实现对电机的运动控制。步进电机能根据控制脉冲的要求迅速启动、反转、制动和无极调速;工作时能不失步,精度高,停止时能锁住。步进电机包括VR、PM、HB 三种。1)VR 步进电机,即反应式(Variable Reluctance),由绕组、转子由软磁材料组成,结构简单,成本低,但动态性能差,效率低,发热大,已 逐步被欧美国家淘汰。2)PM步进电机,即永磁式(Permanent Magnet),由永磁材料制成,动态性能好,体积相对较小,但精度较差,输出力矩较小,是一种成本较为经济的 选择。3)HB步进电机,即混合式(Hybrid),综合了前两者的优点,可以实现jingque的小增量步距运动,转子和定子上有多个小齿以提高步矩精度,输出力矩大,动态性能好,步距角小,但结构相对复杂,成本相对较高。步进电机控制方式类似于伺服电机,包括驱动器和编码器。驱动器在负载能力的范围内,通过改变脉冲频率来调速;编码器信号检测转子位置,进行控制信号的反馈和电流调节。作为开环的控制系统,由于过载能力较低、调速范围相对较小、低速运动有脉动、不 平衡等问题,一般应用于小型或简易型机器人中。步进电机VS伺服系统,可靠性低,经济性高。步进电机相比伺服电机,不足之处在于:精度略低;开环系统的低可靠性,低速存在共振区;运行噪音较高;无过载能力,易失步;能量转化效率低,自身损耗及发热较高;动态响应慢,加减速低;优势在于:调试较为简单,伺服驱动器涉及的参数多、使用手册长,且不同品牌的驱动器区别可能很大;成本更低;精度方面,在大多数场合,步进的分辨率已远高于机械要求的精度,对于高要求场合,通过细分驱动、添加闭环控制等方式,也可以达到很高的控制精度。伺服电机更适用于要求高效率、高速高响应、高可靠性的场合,步进电机用于要求不高、成本敏感的场合,控制系统的设计须综合考虑控制要求、成本等因素,选择适当的控制电机。2.3 空心杯电机:结构紧凑,能量转换效率高空心杯电机属于直流、永磁、伺服电机。空心杯电机与传统电机的转子结构不同,采用无铁芯转子,线圈通过连接板,和换向器、主轴链接到一起,共同组成转子。由于线圈形状像个杯子,称为空心杯。无铁芯结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,能量转换效率提高,Zui高可达90%+,降低电机重量和转动惯性,可达到更高的控制和拖动特性。空心杯电机分为有刷和无刷两种。1)空心杯有刷电机:采用电刷换向,转动过程中会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷,电机寿命有限,平均为几千小时;容易产生电火花和电磁波,干扰电子设备;优势在于,有刷电机不存在涡流损耗,特别是在高速运转下,相比无刷电机的损耗显著更低;结构更简单,成本更低;2)空心杯无刷电机:采用电子换向,通过霍尔元件感知永磁体位置,电子线路切换线圈中电流的方向,进而改变磁力,其优势在于消除了电刷的损耗和电火花对电子设备的干扰,寿命可达到数万小时,但无刷电机存在涡轮损耗,涡轮功率损耗随速度的平方增加;添加了换向器和控制器等,增加了系统的组件和成本。空心杯电机具有节能、控制性能好、能量密度高等优点,但功率较低。空心杯电机的 优点在于:1)节能:能量转换效率很高,其Zui大效率一般在70%以上,部分产品可达到 90%以上(铁芯电动机一般在 70%);2)控制性能好:起动、制动迅速,响应极快,机 械时间常数小于 28毫秒,部分产品可以达到 10 毫秒以内(铁芯电动机一般在 100 毫秒以上);在推荐运行区域内的高速运转状态下,可以方便地对转速进行灵敏的调节;3)拖动 性能好:运行稳定性十分可靠,转速波动能控制在2%以内;4)能量密度高:与同等功率 的铁芯电动机相比,其重量、体积减轻 1/3-1/2;5)散热效果好:铜板线圈内外表面都有空气流动,温升较小。但缺点在于功率上限低:由于没有牢固的铁芯支撑,线圈厚度较薄,且线圈和输出轴的连接强度有限,体积、功率等无法做到很大,一般空心杯电机Zui大功率仅几百瓦,属于一种微特电机。空心杯电机在高精度、高速响应、紧凑高效场景得到广泛应用。1)需要快速响应的系统:军用领域导弹方向的快速调节、高灵敏度的记录和检测设备、工业机器人、仿生义肢;2)对重量和能耗要求的飞行器,包括无人机、航模等;3)其他家电、工业产品,可以替代传统电机,提高产品性能。根据国际咨询机构 QY Research 统计数据,预计 2022 年全 球空心杯直流电机市场规模为 7.5亿美元,2022-2028 年复合增速 8%,至 2028 年增加至 11.9 亿美元;2021 年中国、欧洲市场份额分别为35%、26%。空心杯市场长期被外资垄断,蕴藏大量国产替代机遇。空心杯电机的产品制造和量产的难度高,绕线和自动化工艺复杂,对绕线工人的技能水平要求高,难以实现大规模量产。目前空心杯市场被德国 FAULHABER 与瑞士Maxon 主导,随着guoneishichang对空心杯电机认知程度不断提高,国产厂商的量产工艺水平不断突破,未来有望实现国产替代。
成立日期 | 2022年11月13日 | ||
主营产品 | 西门子PLC 变频器 伺服电机 人机界面 触摸屏 线缆 DP接头 | ||
经营范围 | 西门子PLC 变频器 伺服电机 人机界面 触摸屏 线缆 DP接头 | ||
公司简介 | 广东湘恒智能科技有限公司主要从事工业自动化产品的集成,销售与维修。致力于为您提供在机械、化工、水泥、电力、环保等领域的电气及自动化技术的完整解决方案,包括自动化产品及系统、工程项目执行及管理、主要过程控制领域技术支持,以及专业的售后服务、培训等。公司本着“以人矢志创新、追求卓越”的工作方针,致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成、销售,拥有丰富的自动为本、科 ... |
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