1. Классификация двигателей с постоянными магнитами и факторы, определяющие отрасль

Существует множество типов с гибкими формами и размерами. В зависимости от функции двигателя двигатели с постоянными магнитами можно условно разделить на три типа: генераторы с постоянными магнитами, двигатели с постоянными магнитами и датчики сигналов с постоянными магнитами. Среди них двигатели с постоянными магнитами в основном делятся на синхронные, постоянного тока и шаговые.

1) Синхронный двигатель с постоянными магнитами:

Структура статора и принцип работы соответствуют традиционным асинхронным двигателям переменного тока. Благодаря высокому функциональному фактору и высокой эффективности он быстро развивался в последние годы, постепенно заменяя традиционные асинхронные двигатели переменного тока, и широко используется в промышленной автоматизации, станкостроении, полиграфии, текстильной промышленности, медицине и других областях.

2) Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами:

Принцип работы и структура аналогичны традиционным двигателям постоянного тока. В зависимости от различных методов коммутации их можно разделить на щеточные (механическая коммутация) и бесщеточные (электронная коммутация). Широко используются в электромобилях, электроинструментах, бытовой технике и других областях.

3) Шаговый двигатель с постоянными магнитами:

Он использует взаимодействие между магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, и вращающимся магнитным полем, создаваемым статором, для достижения точного шагового движения. Он имеет такие преимущества, как высокая точность, быстрая скорость отклика и экономия энергии, и широко используется в точных приборах, автоматизированных производственных линиях, медицинском оборудовании и других областях.

1.1 Движущие факторы

1.1.1 Сторона продукта

Принцип работы постоянных магнитов прост, а потери двигателя значительно снижены. В целом, традиционные электромагнитные двигатели должны полагаться на внешний источник питания для генерации электродвижущей силы для генератора, обеспечивать начальную мощность, а затем полагаться на собственное выходное напряжение для работы. Принцип работы двигателей с постоянными магнитами относительно прост, и магнитное поле должно обеспечиваться только постоянными магнитами.

По сравнению с традиционными двигателями, преимущества двигателей с постоянными магнитами в основном отражаются в: ① низких потерях в статоре; ② отсутствии потерь в меди ротора; ③ отсутствии потерь в железе ротора; ④ низком трении ветра. Однако следует отметить, что ключевым компонентом двигателей с постоянными магнитами является то, что магнитная сталь не устойчива к постоянно высокой температуре. Чтобы избежать ситуации, когда производительность двигателя снижается или выходит из строя из-за размагничивания, рабочую температуру двигателя необходимо разумно контролировать.

Эффект экономии энергии значителен, а общая эффективность повышается. Ниже мы проводим конкретный анализ производительности, различая типы двигателей и сырьевые материалы двигателей:

1) По типам двигателей

мы выбрали синхронные двигатели с постоянными магнитами для сравнения с другими традиционными двигателями, среди которых вентильные реактивные двигатели, синхронные реактивные двигатели и двигатели с постоянными магнитами, все являются синхронными двигателями. В сочетании с показателями, поскольку двигатели с постоянными магнитами не требуют щеток и токов возбуждения, они имеют более высокую эффективность и плотность мощности, чем традиционные двигатели. С точки зрения перегрузочной способности, за исключением двигателей постоянного тока, которые относительно низкие, другие типы не сильно отличаются. Эффективность и коэффициент мощности двигателей с постоянными магнитами являются наиболее выдающимися характеристиками с эффективностью 85-97%. Хотя небольшие двигатели обычно могут достигать более 80%, двигатели с постоянными магнитами имеют очевидные преимущества по сравнению с эффективностью асинхронных двигателей, составляющей 40-60%. С точки зрения коэффициента мощности он может достигать более 0,95, что указывает на то, что доля активной составляющей тока двигателей с постоянными магнитами в общем токе больше, чем у других типов, а коэффициент использования энергии выше.

2)По сырью двигателя

В зависимости от магнитной силы и стадии разработки материалов постоянного магнита, используемых в двигателе, двигатели с постоянными магнитами можно разделить на три категории: металлические, ферритовые и редкоземельные. Среди них в настоящее время наиболее широко используются двигатели с постоянными магнитами на ферритовых и редкоземельных магнитах.

По сравнению с традиционными двигателями, двигатели с постоянными магнитами на редкоземельных элементах имеют более простую конструкцию и меньшую частоту отказов. Использование постоянных магнитов на редкоземельных элементах может увеличить магнитную плотность воздушного зазора, увеличить скорость двигателя до наилучшего значения и улучшить соотношение мощности к весу. Область применения относительно широка. Единственным недостатком двигателей с постоянными магнитами является их высокая стоимость. Если взять в качестве примера цену двигателей с постоянными магнитами на редкоземельных элементах, то она обычно более чем в 2,5 раза выше, чем у традиционных двигателей.

1.1.2 Политическая сторона

Политика также играет важную роль в содействии развитию двигателей с постоянными магнитами.

1) Индустрия постоянных магнитов переживает бурное развитие, обусловленное политикой.

Как основное сырье для двигателей с постоянными магнитами, улучшение технологии и популярность постоянных магнитов оказывают важное влияние на развитие двигателей с постоянными магнитами. В последние годы правительство приняло соответствующие меры в плане поддержки промышленности, стимулирования политики и разработки стандартов для активного содействия широкому применению материалов с постоянными магнитами и содействия разработке и расширению двигателей с постоянными магнитами.

2) Стимулировать потенциал роста в условиях спроса на энергосбережение и сокращение выбросов.

С учетом того, что Китай уделяет все больше внимания энергосбережению и защите окружающей среды, здоровое развитие двигателей с постоянными магнитами открыло возможности для роста. С момента введения нового национального стандарта в 2020 году Китай больше не производит двигатели ниже международного стандарта IE3 и вынужден использовать более эффективную продукцию. Кроме того, «План повышения энергоэффективности», выпущенный в 2021 и 2022 годах, предполагает, что в 2023 году годовой объем производства высокоэффективных энергосберегающих двигателей составит 170 миллионов киловатт, а доля высокоэффективных энергосберегающих двигателей в эксплуатации превысит 20%; в 2025 году доля новых высокоэффективных энергосберегающих двигателей превысит 70%. Рассчитанный по соотношению 1 киловатт-час: 0,33 килограмма, он эквивалентен экономии 15 миллионов тонн условного угля и сокращению выбросов углекислого газа на 28 миллионов тонн в год, что, как ожидается, выведет двигатели с постоянными магнитами в эру быстрого роста.

2.Анализ цепочки производства двигателей с постоянными магнитами

Рассматривая всю цепочку производства на начальном этапе, мы обнаружим, что основное сырье, необходимое для производства двигателей с постоянными магнитами, включает различные магнитные материалы (такие как неодимовые железо-борные магниты, постоянные магнитные ферриты, самарий-кобальт, алюминий-никель-кобальт и т. д.), медь, сталь, изоляционные материалы и алюминий, среди которых высокоэффективные магнитные материалы являются основой производства высокопроизводительных двигателей с постоянными магнитами. Для отрасли производства двигателей с постоянными магнитами на начальном этапе это в основном различные области конечного применения, включая ветроэнергетику, новые энергетические транспортные средства, аэрокосмическую промышленность, текстильную промышленность, очистку воды и т. д. С постоянной модернизацией отрасли производства на начальном этапе ожидается, что рост спроса на рынке конечного применения будет и дальше способствовать крупномасштабному производству двигателей с постоянными магнитами.

2.1. Добыча: высококачественные магнитные материалы вносят свой вклад в стоимость, составляя более 25%

Материалы составляют более половины общей стоимости, среди которых магнитные материалы играют решающую роль в эффективности двигателя. Исходное сырье для двигателей с постоянными магнитами в основном включает магнитные материалы (такие как неодимовые железо-борные магниты, постоянные магнитные ферриты, самарий-кобальт, алюминий-никель-кобальт и т. д.), листы кремнистой стали, медь, сталь, алюминий и т. д. Магнитные материалы, листы кремнистой стали и медь являются основной частью стоимости сырья, составляя более 50% стоимости. Хотя согласно структуре затрат традиционных двигателей первоначальные расходы на покупку, установку и обслуживание двигателя составляют всего 2,70% от всего жизненного цикла двигателя, из-за таких факторов, как ценообразование продукта, конкурентоспособность и популярность на рынке, производители двигателей уделяют большое внимание сырью.

1) Магнитные материалы:Редкоземельные магниты обладают превосходными магнитными свойствами и очень подходят для высокопроизводительных и высокомощных применений. Магниты NdFeB и кобальта являются важными применениями редкоземельных металлов в постоянных магнитных материалах. Благодаря богатым запасам редкоземельных металлов в Китае производство NdFeB составляет около 90% от общего мирового объема. С 2008 года производство двигателей с постоянными магнитами в Китае быстро росло, постепенно становясь крупнейшим производителем в мире, а спрос на сырье NdFeB удвоился в период с 2008 по 2020 год. Из-за особенностей редкоземельных ресурсов производство и обработка NdFeB относительно сложны, поэтому цена двигателей с постоянными магнитами выше, чем у традиционных двигателей. Магнитные материалы обычно составляют около 30% от общей стоимости.

2) Лист кремнистой стали:В основном используется для формирования основной части постоянного магнитного двигателя. Из-за сложного процесса подготовки его стоимость относительно высока. Лист кремнистой стали составляет около 20% от общей стоимости.

3) Медь:В основном используется в качестве проводникового материала в двигателях с постоянными магнитами, на его долю приходится около 15% от общей стоимости.

4) Сталь:В основном используется для изготовления конструкции и материала корпуса двигателей с постоянными магнитами, составляя около 10% от общей стоимости.

5) Алюминий:В основном используется для изготовления радиаторов, торцевых крышек и других компонентов для рассеивания тепла.

6) Стоимость производственного оборудования и инструмента:что составляет около 15% от общей стоимости.

2.2 Переработка: Многие отрасли готовятся приложить усилия, и огромный потенциал в отрасли ждет своего раскрытия

Двигатели с постоянными магнитами в настоящее время широко используются в различных областях и во многих отраслях промышленности. До сих пор двигатели с постоянными магнитами успешно вошли в автомобилестроение, бытовую технику, промышленную автоматизацию и другие отрасли, внеся значительный вклад в технологические инновации и расширение рынка. Кроме того, учитывая их важность для экономического развития, такие отрасли, как нефтехимия, нефть и газ, металлургия и электроэнергетика, также начали постепенно использовать двигатели с постоянными магнитами. В будущем, поскольку тенденции в отрасли больше фокусируются на интеллекте, автоматизации и энергосбережении, применение двигателей с постоянными магнитами в различных областях нисходящей цепочки будет иметь огромный потенциал и продолжит поддерживать быстрый темп развития.

3.Анализ рынка двигателей с постоянными магнитами

3.1 О спросе и предложении

Благодаря развитию новой энергетики спрос стремительно растет. Китайские производители двигателей с постоянными магнитами на редкоземельных элементах в основном расположены в Восточном и Южном Китае, которые богаты редкоземельными ресурсами и имеют прочную промышленную базу. Существует большой спрос на двигатели с постоянными магнитами, что способствует формированию полной промышленной цепочки. С 2015 по 2021 год объем производства двигателей с постоянными магнитами на редкоземельных элементах в Китае увеличился с 768 миллионов единиц до 1,525 миллиарда единиц, при этом среднегодовой темп роста составил 12,11%, что значительно превышает средний темп роста микродвигателей (двигателей диаметром менее 160 мм или номинальной мощностью менее 750 мВт) в 3,94%.

Благодаря быстрому развитию новой энергетической отрасли спрос на двигатели с постоянными магнитами в таких областях, как ветроэнергетика и электромобили, в последние годы стремительно растет. В 2021 и 2022 годах спрос Китая на двигатели с постоянными магнитами из редкоземельных металлов составит 1,193 млрд единиц и 1,283 млрд единиц соответственно, что на 7,54% больше в годовом исчислении.

3.2 О размере рынка

Рынок двигателей с постоянными магнитами в Китае демонстрирует сильную динамику роста, а продвижение направлений вниз по течению стимулировало рыночный потенциал. За последние несколько лет мировой рынок двигателей с постоянными магнитами поддерживал устойчивый рост и демонстрировал оптимистичную тенденцию развития. В 2022 году объем рынка достиг 48,58 млрд долларов США, увеличившись на 7,96% в годовом исчислении. Предполагается, что к 2027 году мировой рынок двигателей с постоянными магнитами достигнет 71,22 млрд долларов США, а совокупный годовой темп роста составит 7,95%. Благодаря таким направлениям вниз по течению, как новые энергетические транспортные средства, кондиционеры с переменной частотой и ветроэнергетика, рынок двигателей с постоянными магнитами в Китае демонстрирует быструю тенденцию роста. В настоящее время на рынке доминируют продукты с диапазоном мощности 25–100 кВт.

Рынок продолжает неуклонно расти, и Китай лидирует в развитии этой отрасли. С улучшением характеристик материалов с постоянными магнитами и развитием технологий двигателей глобальный рынок двигателей с постоянными магнитами будет поддерживать устойчивый рост. Китай продолжит сохранять свое лидерство на рынке. В будущем интеграция дельты реки Янцзы, развитие западного региона, модернизация потребления и продвижение политики дадут мощный импульс для широкомасштабного применения двигателей с постоянными магнитами на китайском рынке.

4.Глобальная конкуренция в сфере двигателей с постоянными магнитами

В разработке двигателей с постоянными магнитами по всему миру Китай, Германия и Япония стали лидерами в производстве высокотехнологичных, прецизионных и инновационных двигателей с постоянными магнитами благодаря своему многолетнему опыту производства и ключевым технологиям.

Китай стал важной базой для мировой индустрии двигателей с постоянными магнитами, и его конкурентоспособность растет.

С точки зрения региональной структуры провинции Цзянсу, Чжэцзян, Фуцзянь, Хунань и Аньхой стали важными базами китайской индустрии двигателей с постоянными магнитами, занимая значительную долю рынка.

В будущем мировая индустрия двигателей с постоянными магнитами станет свидетелем более жесткой конкуренции, и Китай, как наиболее динамичный и перспективный рынок в мире, будет играть важную роль в этом процессе.

5.Введение в двигатель с постоянными магнитами Anhui Mingteng

Аньхойская компания по производству постоянного магнитного оборудования и электрооборудования Минтэн (https://www.mingtengmotor.com/) была основана 18 октября 2007 года с уставным капиталом 144 миллиона юаней. Она расположена в зоне экономического развития Шуанфэн, городе Хэфэй, провинции Аньхой. Это современное высокотехнологичное предприятие, интегрирующее исследования и разработки двигателей с постоянными магнитами, производство, продажи и услуги.

Компания всегда фокусировалась на исследованиях и разработках продукции. У нее есть профессиональная команда по исследованиям и разработкам двигателей с постоянными магнитами, состоящая из более чем 40 человек, и она установила долгосрочные отношения сотрудничества с университетами, научно-исследовательскими институтами и крупными государственными предприятиями. Команда НИОКР использует современную теорию проектирования двигателей и передовые технологии проектирования двигателей. После более чем десяти лет технического накопления она разработала около 2000 спецификаций двигателей с постоянными магнитами, таких как обычные, частотно-регулируемые, взрывозащищенные, частотно-регулируемые взрывозащищенные, прямые приводы и взрывозащищенные прямые приводы. Она полностью понимает технические требования различного приводного оборудования в различных отраслях промышленности и освоила большой объем данных по проектированию, производству, испытаниям и использованию из первых рук.

Высоковольтные и низковольтные двигатели с постоянными магнитами компании Mingteng успешно эксплуатируются на различных нагрузках, таких как вентиляторы, водяные насосы, ленточные конвейеры, шаровые мельницы, смесители, дробилки, скребки, масляные насосы, прядильные машины и т. д. в различных областях, таких как горнодобывающая промышленность, сталелитейная промышленность и электроэнергетика, достигая хороших энергосберегающих эффектов и заслужив широкое признание.

Компания Mingteng всегда настаивала на независимых инновациях, придерживаясь корпоративной политики «первоклассная продукция, первоклассное управление, первоклассное обслуживание и первоклассные бренды», разрабатывая комплексные энергосберегающие решения для интеллектуальных систем двигателей с постоянными магнитами для пользователей, создавая команду по НИОКР и внедрению инноваций в области двигателей с постоянными магнитами с китайским влиянием и стремясь стать лидером и законодателем стандартов в китайской отрасли двигателей с постоянными магнитами на редкоземельных элементах.

Авторские права: Эта статья является перепечаткой оригинальной ссылки:

https://mp.weixin.qq.com/s/PF9VseLCkGkGywbmr2Jfkw

Эта статья не отражает точку зрения нашей компании. Если у вас другие мнения или взгляды, пожалуйста, поправьте нас!