1.永磁电机分类及行业驱动因素
种类很多,形状和尺寸灵活。根据电机功能,永磁电机大致可分为三种类型:永磁发电机、永磁电机、永磁信号传感器。其中,永磁电机主要分为同步、直流、步进。
1)永磁同步电机:
定子结构和工作原理与传统交流异步电机一致。由于其功能系数高、效率高,近年来发展迅速,逐渐取代传统交流异步电机,广泛应用于工业自动化、机床、印刷、纺织、医疗等领域。
2)永磁直流电机:
其工作原理和结构与传统直流电机类似。根据换向方式的不同,可分为有刷(机械换向)和无刷(电子换向)。广泛应用于电动汽车、电动工具、家用电器等领域。
3)永磁步进电机:
它利用永磁体产生的磁场与定子产生的旋转磁场的相互作用来实现精确的步进运动。具有精度高、响应速度快、节能等优点,广泛应用于精密仪器、自动化生产线、医疗设备等领域。
1.1 驱动因素
1.1.1 产品端
永磁体工作原理简单,电机损耗大大降低。总体而言,传统的电磁电机需要依靠外部电源为发电机产生电动势,提供初始电力,然后依靠自身的输出电压来工作。永磁电机的工作原理比较简单,磁场只需要由永磁体提供。
与传统电机相比,永磁电机的优点主要体现在:①定子损耗低; ②无转子铜损; ③无转子铁损; ④风摩擦力低。但需要注意的是,永磁电机的关键部件是磁钢不耐持续高温。为了避免因退磁而导致电机性能下降或报废的情况,需要合理控制电机的工作温度。
节能效果显着,综合效率提高。下面,我们通过区分电机类型和电机原材料进行具体的性能分析:
1)从电机类型来看
我们选用永磁同步电机与其他传统电机进行比较,其中开关磁阻电机、同步磁阻电机、永磁电机均属于同步电机。结合各项指标,由于永磁电机不需要电刷和励磁电流,因此比传统电机具有更高的效率和功率密度。从过载能力来看,除了直流电机相对较低外,其他类型相差不大。永磁电机的效率和功率因数是表现最为突出的,效率可达85-97%。虽然小型电机通常可以达到80%以上,但永磁电机相比异步电机40-60%的效率具有明显的优势。功率因数方面,可以达到0.95以上,说明永磁电机的有功电流分量占总电流的比例比其他类型更大,能量利用率更高。
2)按电机原材料分类
根据电机所用永磁材料的磁力强度和发展阶段,永磁电机可分为金属、铁氧体、稀土三大类。其中铁氧体和稀土永磁电机目前应用较为广泛。
与传统电机相比,稀土永磁电机结构更简单,故障率更低。使用稀土永磁体可以增加气隙磁密度,将电机转速提高到最佳,提高功率重量比。应用领域比较广泛。永磁电机的唯一缺点是成本高。以稀土永磁电机的价格为例,通常比传统电机高2.5倍以上。
1.1.2 政策面
政策对于永磁电机的发展也发挥着重要的推动作用。
1)政策推动下,永磁行业快速发展。
永磁体作为永磁电机的核心原材料,其技术的提高和普及对永磁电机的发展有着重要影响。近年来,国家在产业扶持、政策刺激、标准制定等方面采取相关措施,积极推动永磁材料的广泛应用,促进永磁电机的发展壮大。
2)节能减排需求下激发增长潜力。
随着我国对节能环保的日益重视,永磁电机的健康发展迎来了增长机遇。自2020年新国标制定以来,我国不再生产低于国际标准IE3的电机,被迫使用效率更高的产品。此外,2021年、2022年发布的《能效提升规划》提出,2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦,高效节能电机在役比例将超过20%;到2025年,新型高效节能电机占比将超过70%。按1千瓦时:0.33公斤的比例计算,相当于每年节约标准煤1500万吨,减少二氧化碳排放2800万吨,有望带动永磁电机进入快速增长时代。
2、永磁电机产业链分析
纵观整个产业链上游,我们会发现,生产永磁电机所需的主要原材料包括各种磁性材料(如钕铁硼磁铁、永磁铁氧体、钐钴、铝镍钴等) .)、铜、钢、绝缘材料和铝,其中高效磁性材料是制造高性能永磁电机的核心。对于永磁电机行业下游来说,主要是各个终端应用领域,包括风能、新能源汽车、航空航天、纺织工业、水处理等。随着下游制造业的不断升级,需求的增长在终端应用市场有望进一步推动永磁电机规模化生产。
2.1上游:优质磁性材料贡献成本,占比超过25%
材料占总成本的一半以上,其中磁性材料对电机效率起着决定性作用。永磁电机上游原材料主要包括磁性材料(如钕铁硼磁铁、永磁铁氧体、钐钴、铝镍钴等)、硅钢片、铜、钢、铝等磁性材料、硅钢片和铜是原材料成本的主要部分,占成本的50%以上。虽然按照传统电机的成本结构来看,电机的初始采购、安装和维护成本仅占电机整个生命周期的2.70%,但由于产品定价、竞争力和市场普及度等因素,电机制造商高度重视原材料。
1)磁性材料:稀土磁体具有优异的磁性能,非常适合高性能、高功率应用。钕铁硼和钴磁体是永磁材料中重要的稀土应用。由于我国稀土储量丰富,钕铁硼产量约占世界总量的90%。 2008年以来,我国永磁电机产量快速上升,逐渐成为全球主要生产国,2008年至2020年对钕铁硼原材料的需求量成倍增长。由于稀土资源的特殊性,钕铁硼的生产加工相对较少。复杂,因此永磁电机的价格高于传统电机。磁性材料通常占总成本的30%左右。
2)硅钢片:主要用于构成永磁电机的核心部分。由于制备工艺复杂,其成本相对较高。硅钢片约占总成本的20%。
3)铜:主要用作永磁电机的导体材料,约占总成本的15%。
4) 钢:主要用于制造永磁电机的结构件和壳体材料,约占总成本的10%。
5)铝:主要用于制作散热器、端盖等散热部件。
6)制造设备和工具成本:约占总成本的15%。
2.2下游:多领域准备发力,行业巨大潜力待挖掘
永磁电机现已广泛应用于各个领域、多个行业。迄今为止,永磁电机已成功进入汽车、家电、工业自动化等行业,为技术创新和市场拓展做出了有力贡献。此外,鉴于其对经济发展的重要性,石化、油气、冶金、电力等行业也开始逐步采用永磁电机。未来,随着行业趋势更加注重智能化、自动化、节能化,永磁电机在下游各领域的应用将潜力巨大,并继续保持快速发展势头。
3.永磁电机市场分析
3.1 关于供需
在新能源发展的带动下,需求快速增长。我国稀土永磁电机生产企业主要分布在稀土资源丰富、产业基础雄厚的华东、华南地区。永磁电机需求旺盛,有利于形成完整的产业链。 2015年至2021年,我国稀土永磁电机产量从7.68亿台增长至15.25亿台,年复合增长率达12.11%,大幅超过微电机(直径160mm以下电机或额定功率小于750mW)的3.94%。
得益于新能源领域的快速发展,风电、电动汽车等下游领域对永磁电机的需求近年来快速增长。 2021年和2022年,我国稀土永磁电机需求量分别为11.93亿台和12.83亿台,同比增长7.54%。
3.2 关于市场规模
中国永磁电机市场呈现强劲增长势头,下游领域的推动激发了市场潜力。过去几年,全球永磁电机市场保持稳定增长,呈现乐观发展态势。 2022年市场规模达485.8亿美元,同比增长7.96%。预计到2027年,全球永磁电机市场规模将达到712.2亿美元,年复合增长率为7.95%。在新能源汽车、变频空调、风电等下游领域的带动下,中国永磁电机市场呈现快速增长态势。目前,25-100KW功率范围的产品占据市场主导地位。
市场持续稳定增长,中国引领该行业发展。随着永磁材料性能的提高和电机技术的进步,全球永磁电机市场将保持稳定增长。中国将继续保持其市场领先地位。未来,长三角一体化、西部大开发、消费升级、政策推动将为永磁电机在中国市场的大规模应用提供强劲动力。
4、全球永磁电机竞争格局
在全球永磁电机的发展中,中国、德国、日本凭借多年的制造经验和关键技术,已成为高端、精密、创新型永磁电机的领导者。
中国已成为全球永磁电机产业的重要基地,竞争力不断增强。
从区域布局来看,江苏、浙江、福建、湖南、安徽等地已成为我国永磁电机产业的重要基地,占据了相当大的市场份额。
未来,全球永磁电机行业将迎来更加激烈的竞争,而中国作为全球最具活力和潜力的市场,将在这一过程中发挥重要作用。
5、安徽明腾永磁电机简介
安徽明腾永磁机电设备有限公司(https://www.mingtengmotor.com/)成立于2007年10月18日,注册资本1.44亿元人民币。位于安徽省合肥市双峰经济开发区。是一家集永磁电机研发、制造、销售、服务于一体的现代化高新技术企业。
公司始终注重产品的研发。拥有40余人的永磁电机专业研发团队,并与高等院校、研究机构和大型国有企业建立了长期合作关系。研发团队采用现代电机设计理论和先进的电机设计技术。经过十多年的技术积累,已开发出常规、变频、防爆、变频防爆、直驱、防爆直驱系列等近2000个规格的永磁电机。充分了解各行业各种驱动设备的技术要求,掌握了大量的第一手设计、制造、测试、使用数据。
明腾高低压永磁电机已成功运行在矿山、钢铁等不同领域的风机、水泵、带式输送机、球磨机、搅拌机、破碎机、刮板机、油泵、旋压机等多种负载上、节电,取得良好的节能效果并获得广泛好评。
明腾始终坚持自主创新,秉承“一流产品、一流管理、一流服务、一流品牌”的企业方针,为用户量身定制智能永磁电机系统节能整体解决方案打造一支具有中国影响力的永磁电机研发与应用创新团队,努力成为中国稀土永磁电机行业的引领者和标准制定者。
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发布时间:2024年9月27日