由于伺服驱动产品在工业生产中的应用十分广泛，市场上的相关产品种类很多，从普
通电机、变频电机、伺服电机、变频器、伺服控制到运动控制器、单轴控制器、多轴控制器、可编
程控制器、上位控制单元乃至车间和厂级监控工作站等一应俱全。
　　（一）伺服电机
　 　 随 着 永 磁 材 料 制 造 工 艺 的 不 断 完 善 ， 新 一 代 的 伺 服 电 机 大 都 采 用 了 最 新 的
Nd2Fe14b1（铷铁硼）材料，该材料的剩余磁密、矫顽力和最大磁能积均好于其他永磁材料，
再加上合理的磁极、磁路及电机结构设计，大大地提高了电机的性能，同时又缩小了电机的
外形尺寸。新一代的伺服电机大都采用了新型的位置编码器，这种位置编码器的信号线数量
从

9 根减少到 5 根，并支持增量型和绝对值型两种类型，通信速率达 4M/s，通信周期为

62.5μs，数据长度为 12 位，编码器分辨率为 20bit/rev，即每转生成 100 万个脉冲，最高转
速达

6000r/min，编码器电源电流仅为 16μA。伺服电机按照容量可以分为超小型（ MINI

型）、小容量型、中容量型和大容量型。超小容量型的功率范围为

10W 到 20W，小容量型的

功率范围为

30W～750W，中容量型的功率范围为 300W～15KW，大容量型的功率范围为

22KW～55KW。伺服电机的供电电压范围从 100V～400V（单三相）。
　　（二）伺服控制单元
　　传统的模拟控制虽然具有连续性好、响应速度快及成本低的优点，但也有难以克服的缺
点，如系统调试困难，容易受到环境温度变化的影响而产生漂移，难以实现柔性化设计，
缺乏实现复杂计算的能力，无法实现现代化控制理论指导下的控制算法等。所以现代伺服控
制均采用全数字化结构，伺服控制系统的主要理论也采用了现代矢量控制思想，它实现了
电流向量的幅值控制和相位控制。为了提高产品的性能，新一代的伺服控制器采用了多种新
技术、新工艺，主要体现在以下几个方面：
　　

1．在电流环路中采用了 d-q 轴变换电流单元，在新的控制方式中，主 CPU 的运算量

得以减少，通过硬件来进行电流环控制，即将控制算法固化在

LSI 专用硬件环路中。通过采

用高速的

d-q 轴变换电流单元，使电流环的转矩控制精度有了进一步的提高，实现了在稳

态运行及瞬态运行时均能保持良好的性能。
　　

2．采用了脉冲编码器倍增功能，新的控制算法使位置控制的整定时间缩短为原来的三

分之一。
　　

3．速度控制环采用速度实时检测控制算法，是电机的低速性能得到进一步提高，速度

波动和转矩波动降到最低。采用在线自动锁定功能，使伺服系统的调试时间缩短，操作更加
简化。
　　

4．采用主回路与控制回路进行电气隔离的结构，使操作及故障检测更加方便安全，供

电电源电压从

100V 扩展到 400V（单相/三相）。

　　

5．伺服控制一般均采用从电机轴端的位置编码器采集位置信号进行反馈，在受控执行

机械部分没有反馈采样信号，即半闭环的控制方式。目前的新产品则采用全闭环的控制方式，
使机械加工误差、齿轮间隙、结构受力弹性变形等误差所造成的影响在伺服控制器中通过计
算完成修正。
　　

6．用 RICS（精简指令计算机系统）技术，使 CPU 的数据处理能力由 8 位、16 位提高

到

32 位，微处理器的主频提高到百兆以上。

　　（三）上位控制
　　随着工业机械化设备对高速化、高精度化和小型化以及多品种小批量化、高可靠性、免维
护性能要求的提高，上位机控制群得以广泛应用。从上层的可编程控制器（

PLC）、运动控

制器、机床

CNC 控制器，可一直连到底层的通用输入/输出（I/O）控制单元和视觉传感系

统。编程语言有梯形图、

NC 语言、SFC 语言、运动控制语言等，均可按照用户要求灵活配置。

系统可控制轴数从单轴到可支持多达

44 轴，控制器可以连接从模拟信号到网络信号的各种