1. Klasyfikacja silników z magnesami trwałymi i czynniki napędowe w przemyśle

Istnieje wiele typów o elastycznych kształtach i rozmiarach. Zgodnie z funkcją silnika silniki z magnesami trwałymi można podzielić na trzy typy: generatory z magnesami trwałymi, silniki z magnesami trwałymi i czujniki sygnału z magnesami trwałymi. Spośród nich silniki z magnesami trwałymi dzielą się głównie na synchroniczne, prądu stałego i krokowe.

1)Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi:

Struktura stojana i zasada działania są zgodne z tradycyjnymi silnikami asynchronicznymi AC. Ze względu na wysoki współczynnik funkcjonalny i wysoką wydajność rozwinął się szybko w ostatnich latach, stopniowo zastępując tradycyjne silniki asynchroniczne AC i jest szeroko stosowany w automatyce przemysłowej, obrabiarkach, drukarstwie, tekstyliach, medycynie i innych dziedzinach.

2)Silnik prądu stałego z magnesami trwałymi:

Zasada działania i struktura są podobne do tradycyjnych silników prądu stałego. Na podstawie różnych metod komutacji można je podzielić na szczotkowe (komutacja mechaniczna) i bezszczotkowe (komutacja elektroniczna). Są szeroko stosowane w pojazdach elektrycznych, elektronarzędziach, urządzeniach gospodarstwa domowego i innych dziedzinach.

3) Silnik krokowy z magnesem trwałym:

Wykorzystuje interakcję między polem magnetycznym generowanym przez magnes trwały a wirującym polem magnetycznym generowanym przez stojan, aby osiągnąć precyzyjny ruch krokowy. Ma zalety wysokiej precyzji, szybkiej szybkości reakcji i oszczędności energii i jest szeroko stosowany w precyzyjnych instrumentach, zautomatyzowanych liniach produkcyjnych, sprzęcie medycznym i innych dziedzinach.

1.1 Czynniki napędowe

1.1.1 Strona produktu

Zasada działania magnesów trwałych jest prosta, a straty silnika są znacznie zmniejszone. Ogólnie rzecz biorąc, tradycyjne silniki elektromagnetyczne muszą polegać na zewnętrznym zasilaniu, aby wytworzyć siłę elektromotoryczną dla generatora, zapewnić początkową moc, a następnie polegać na własnym napięciu wyjściowym, aby działać. Zasada działania silników z magnesami trwałymi jest stosunkowo prosta, a pole magnetyczne musi być dostarczane tylko przez magnesy trwałe.

W porównaniu z tradycyjnymi silnikami, zalety silników z magnesami trwałymi odzwierciedlają się głównie w: ① niskich stratach stojana; ② braku strat miedzi wirnika; ③ braku strat żelaza wirnika; ④ niskich tarciach wiatru. Należy jednak zauważyć, że kluczowym elementem silników z magnesami trwałymi jest to, że stal magnetyczna nie jest odporna na ciągłą wysoką temperaturę. Aby uniknąć sytuacji, w której wydajność silnika zostanie zmniejszona lub złomowana z powodu rozmagnesowania, temperatura robocza silnika musi być rozsądnie kontrolowana.

Efekt oszczędzania energii jest znaczący, a ogólna wydajność jest poprawiona. Poniżej przeprowadzamy szczegółową analizę wydajności, rozróżniając typy silników i surowce silnikowe:

1) Pod względem typów silników

wybraliśmy silniki synchroniczne z magnesami trwałymi do porównania z innymi tradycyjnymi silnikami, wśród których silniki reluktancyjne przełączane, silniki reluktancyjne synchroniczne i silniki z magnesami trwałymi są silnikami synchronicznymi. W połączeniu ze wskaźnikami, ponieważ silniki z magnesami trwałymi nie wymagają szczotek i prądów wzbudzenia, mają one wyższą sprawność i gęstość mocy niż tradycyjne silniki. Pod względem przeciążalności, z wyjątkiem silników prądu stałego, które są stosunkowo niskie, inne typy nie różnią się zbytnio. Sprawność i współczynnik mocy silników z magnesami trwałymi to najbardziej wybitne osiągi, ze sprawnością 85-97%. Chociaż małe silniki mogą zwykle osiągnąć ponad 80%, silniki z magnesami trwałymi mają oczywiste zalety w porównaniu z 40-60% sprawnością silników asynchronicznych. Pod względem współczynnika mocy może on osiągnąć ponad 0,95, co wskazuje, że udział czynnej składowej prądu silników z magnesami trwałymi w całkowitym prądzie jest większy niż w przypadku innych typów, a wskaźnik wykorzystania energii jest wyższy.

2)Według surowców silnika

Zgodnie z siłą magnetyczną i etapem rozwoju materiałów z magnesami trwałymi stosowanych w silniku, silniki z magnesami trwałymi można podzielić na trzy kategorie: metal, ferryt i metale ziem rzadkich. Spośród nich silniki z magnesami trwałymi ferrytowymi i ziem rzadkich są obecnie szerzej stosowane.

W porównaniu z tradycyjnymi silnikami silniki z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich mają prostszą konstrukcję i niższy wskaźnik awaryjności. Zastosowanie magnesów trwałych z metali ziem rzadkich może zwiększyć gęstość magnetyczną szczeliny powietrznej, zwiększyć prędkość silnika do maksimum i poprawić stosunek mocy do masy. Pole zastosowań jest stosunkowo szerokie. Jedyną wadą silników z magnesami trwałymi jest ich wysoki koszt. Biorąc za przykład cenę silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich, jest ona zwykle ponad 2,5 razy wyższa niż cena tradycyjnych silników.

1.1.2 Strona polityczna

Polityka odgrywa również ważną rolę w promowaniu rozwoju silników z magnesami trwałymi.

1) Branża magnesów trwałych rozwija się dynamicznie, co jest wynikiem polityki.

Jako podstawowy surowiec silników z magnesami trwałymi, udoskonalenie technologii i popularność magnesów trwałych ma istotny wpływ na rozwój silników z magnesami trwałymi. W ostatnich latach rząd podjął odpowiednie środki w zakresie wsparcia przemysłu, bodźców politycznych i formułowania norm, aby aktywnie promować powszechne stosowanie materiałów z magnesami trwałymi i promować rozwój i ekspansję silników z magnesami trwałymi.

2) Stymulowanie potencjału wzrostu w kontekście zapotrzebowania na oszczędzanie energii i redukcję emisji.

Wraz ze wzrostem nacisku Chin na oszczędzanie energii i ochronę środowiska, zdrowy rozwój silników z magnesami trwałymi zapoczątkował możliwości wzrostu. Od czasu ustanowienia nowego standardu krajowego w 2020 r. Chiny nie produkują już silników poniżej międzynarodowego standardu IE3 i są zmuszone do stosowania bardziej wydajnych produktów. Ponadto „Plan poprawy efektywności energetycznej” opublikowany w 2021 i 2022 r. zaproponował, aby w 2023 r. roczna produkcja energooszczędnych silników o wysokiej wydajności wyniosła 170 milionów kilowatów, a udział energooszczędnych silników o wysokiej wydajności w eksploatacji przekroczył 20%; w 2025 r. udział nowych energooszczędnych silników o wysokiej wydajności przekroczy 70%. Obliczając to w stosunku 1 kilowatogodzina : 0,33 kilograma, jest to równoważne zaoszczędzeniu 15 milionów ton standardowego węgla i zmniejszeniu emisji dwutlenku węgla o 28 milionów ton rocznie, co powinno wprowadzić silniki z magnesami trwałymi w erę szybkiego wzrostu.

2. Analiza łańcucha przemysłowego silników z magnesami trwałymi

Patrząc na cały łańcuch przemysłowy w górnym biegu, odkryjemy, że główne surowce niezbędne do produkcji silników z magnesami trwałymi obejmują różne materiały magnetyczne (takie jak magnesy neodymowo-żelazowo-borowe, ferryty magnetyczne trwałe, samarowo-kobaltowe, aluminiowo-niklowo-kobaltowe itp.), miedź, stal, materiały izolacyjne i aluminium, wśród których wysokowydajne materiały magnetyczne stanowią rdzeń produkcji wysokowydajnych silników z magnesami trwałymi. W dolnym biegu przemysłu silników z magnesami trwałymi są to głównie różne obszary zastosowań końcowych, w tym energetyka wiatrowa, nowe pojazdy energetyczne, przemysł lotniczy i kosmiczny, przemysł tekstylny, uzdatnianie wody itp. Wraz z ciągłą modernizacją przemysłu produkcyjnego w dolnym biegu, wzrost popytu na rynku zastosowań końcowych ma na celu dalsze promowanie produkcji silników z magnesami trwałymi na dużą skalę.

2.1 Upstream: Materiały magnetyczne wysokiej jakości przyczyniają się do kosztów, stanowiąc ponad 25%

Materiały stanowią ponad połowę całkowitych kosztów, wśród których materiały magnetyczne odgrywają decydującą rolę w wydajności silnika. Surowce do silników z magnesami trwałymi obejmują głównie materiały magnetyczne (takie jak magnesy neodymowo-żelazowo-borowe, ferryty magnesów trwałych, samarowo-kobaltowe, aluminiowo-niklowo-kobaltowe itp.), blachy ze stali krzemowej, miedź, stal, aluminium itp. Materiały magnetyczne, blachy ze stali krzemowej i miedź stanowią główną część kosztów surowców, stanowiąc ponad 50% kosztów. Chociaż zgodnie ze strukturą kosztów tradycyjnych silników początkowe koszty zakupu, instalacji i konserwacji silnika stanowią tylko 2,70% całego cyklu życia silnika, ze względu na czynniki takie jak cena produktu, konkurencyjność i popularność na rynku, producenci silników przywiązują dużą wagę do surowców.

1) Materiały magnetyczne:Magnesy ziem rzadkich mają doskonałe właściwości magnetyczne i są bardzo odpowiednie do zastosowań o wysokiej wydajności i dużej mocy. Magnesy NdFeB i kobaltowe są ważnymi zastosowaniami ziem rzadkich w materiałach z magnesami trwałymi. Ze względu na bogate zasoby ziem rzadkich w Chinach, produkcja NdFeB stanowi około 90% całkowitej światowej produkcji. Od 2008 r. produkcja silników z magnesami trwałymi w Chinach gwałtownie wzrosła, stopniowo stając się największym producentem na świecie, a popyt na surowce NdFeB podwoił się w latach 2008–2020. Ze względu na specyfikę zasobów ziem rzadkich, produkcja i przetwarzanie NdFeB jest stosunkowo skomplikowane, więc cena silników z magnesami trwałymi jest wyższa niż cena silników tradycyjnych. Materiały magnetyczne zwykle stanowią około 30% całkowitego kosztu.

2) Blacha stalowa krzemowa:Głównie używany do formowania części rdzeniowej silnika z magnesem trwałym. Ze względu na złożony proces przygotowania, jego koszt jest stosunkowo wysoki. Arkusz stali krzemowej stanowi około 20% całkowitego kosztu.

3) Miedź:Materiał ten jest głównie stosowany jako materiał przewodzący w silnikach z magnesami trwałymi, co stanowi ok. 15% całkowitych kosztów.

4) Stal:Stosowany głównie do produkcji konstrukcji i materiałów obudowy silników z magnesami trwałymi, stanowiąc około 10% całkowitych kosztów.

5) Aluminium:Stosowany głównie do produkcji radiatorów, pokryw końcowych i innych elementów odprowadzających ciepło.

6) Koszty sprzętu i narzędzi produkcyjnych:co stanowi około 15% całkowitych kosztów.

2.2 Downstream: Wiele branż przygotowuje się do podjęcia wysiłków, a ogromny potencjał w branży czeka na wykorzystanie

Silniki z magnesami trwałymi są obecnie szeroko stosowane w różnych dziedzinach i w wielu branżach. Do tej pory silniki z magnesami trwałymi z powodzeniem weszły do ​​branży motoryzacyjnej, AGD, automatyki przemysłowej i innych, wnosząc silny wkład w innowacje technologiczne i ekspansję rynku. Ponadto, biorąc pod uwagę ich znaczenie dla rozwoju gospodarczego, branże takie jak petrochemia, ropa i gaz, metalurgia i elektryczność również zaczęły stopniowo stosować silniki z magnesami trwałymi. W przyszłości, gdy trendy branżowe będą bardziej koncentrować się na inteligencji, automatyzacji i oszczędzaniu energii, zastosowanie silników z magnesami trwałymi w różnych dziedzinach downstream będzie miało ogromny potencjał i nadal będzie utrzymywać szybki pęd rozwoju.

3. Analiza rynku silników z magnesami trwałymi

3.1 O popycie i podaży

Napędzany rozwojem nowej energii, popyt szybko rośnie. Chińscy producenci silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich działają głównie we wschodnich i południowych Chinach, które są bogate w zasoby metali ziem rzadkich i mają silne podstawy przemysłowe. Istnieje duże zapotrzebowanie na silniki z magnesami trwałymi, co sprzyja tworzeniu kompletnego łańcucha przemysłowego. Od 2015 do 2021 roku produkcja silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich w Chinach wzrosła z 768 milionów sztuk do 1,525 miliarda sztuk, przy skumulowanym rocznym tempie wzrostu wynoszącym 12,11%, znacznie przekraczając średni wskaźnik wzrostu mikrosilników (silników o średnicy mniejszej niż 160 mm lub mocy znamionowej mniejszej niż 750 mW) wynoszący 3,94%.

Dzięki szybkiemu rozwojowi nowego pola energetycznego, popyt na silniki z magnesami trwałymi w dziedzinach downstream, takich jak energia wiatrowa i pojazdy elektryczne, gwałtownie wzrósł w ostatnich latach. W latach 2021 i 2022 popyt Chin na silniki z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich wyniesie odpowiednio 1,193 miliarda jednostek i 1,283 miliarda jednostek, co oznacza wzrost rok do roku o 7,54%.

3.2 O wielkości rynku

Rynek silników z magnesami trwałymi w Chinach wykazuje silny impet wzrostu, a promocja pól downstream pobudziła potencjał rynkowy. W ciągu ostatnich kilku lat globalny rynek silników z magnesami trwałymi utrzymywał stały wzrost i wykazywał optymistyczny trend rozwojowy. W 2022 r. wielkość rynku osiągnęła 48,58 mld USD, co oznacza wzrost rok do roku o 7,96%. Szacuje się, że do 2027 r. globalny rynek silników z magnesami trwałymi osiągnie 71,22 mld USD, przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu wynoszącej 7,95%. Napędzany polami downstream, takimi jak nowe pojazdy energetyczne, klimatyzatory o zmiennej częstotliwości i energia wiatrowa, chiński rynek silników z magnesami trwałymi wykazuje szybki trend wzrostowy. Obecnie na rynku dominują produkty o zakresie mocy 25–100 kW.

Rynek nadal rośnie w sposób stabilny, a Chiny są liderem w rozwoju tej branży. Dzięki poprawie wydajności materiałów z magnesami trwałymi i rozwojowi technologii silników, globalny rynek silników z magnesami trwałymi utrzyma stały wzrost. Chiny nadal będą utrzymywać pozycję lidera na rynku. W przyszłości integracja delty rzeki Jangcy, rozwój regionu zachodniego, modernizacja konsumpcji i promocja polityki zapewnią silny impuls do zastosowania silników z magnesami trwałymi na dużą skalę na rynku chińskim.

4. Globalny krajobraz konkurencji silników z magnesami trwałymi

W rozwoju silników z magnesami trwałymi na całym świecie, Chiny, Niemcy i Japonia stały się liderami w dziedzinie wysokiej klasy, precyzyjnych i innowacyjnych silników z magnesami trwałymi, dzięki wieloletniemu doświadczeniu w produkcji i kluczowym technologiom.

Chiny stały się ważną bazą dla światowego przemysłu silników z magnesami trwałymi, a ich konkurencyjność stale rośnie.

Jeśli chodzi o układ regionalny, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Hunan i Anhui stały się ważnymi bazami dla chińskiego przemysłu silników z magnesami trwałymi, zajmując znaczące udziały w rynku.

W przyszłości na światowym rynku silników z magnesami trwałymi zaostrzy się konkurencja, a Chiny, jako najbardziej dynamiczny i potencjalny rynek na świecie, odegrają w tym procesie ważną rolę.

5. Wprowadzenie do silnika z magnesem trwałym Anhui Mingteng

Anhui Mingteng Maszyny Magnetyczne Stałe i Sprzęt Elektryczny Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) została założona 18 października 2007 r. z kapitałem zakładowym w wysokości 144 mln RMB. Znajduje się w strefie rozwoju gospodarczego Shuangfeng, w mieście Hefei, w prowincji Anhui. Jest to nowoczesne przedsiębiorstwo high-tech integrujące badania i rozwój silników z magnesami trwałymi, produkcję, sprzedaż i usługi.

Firma zawsze koncentrowała się na badaniach i rozwoju produktów. Posiada profesjonalny zespół badawczo-rozwojowy silników z magnesami trwałymi liczący ponad 40 osób i nawiązała długoterminowe relacje współpracy z uniwersytetami, instytucjami badawczymi i dużymi przedsiębiorstwami państwowymi. Zespół badawczo-rozwojowy przyjmuje nowoczesną teorię projektowania silników i zaawansowaną technologię projektowania silników. Po ponad dziesięciu latach gromadzenia wiedzy technicznej opracowała prawie 2000 specyfikacji silników z magnesami trwałymi, takich jak konwencjonalne, o zmiennej częstotliwości, przeciwwybuchowe, przeciwwybuchowe o zmiennej częstotliwości, z napędem bezpośrednim i przeciwwybuchowe serie z napędem bezpośrednim. W pełni rozumie wymagania techniczne różnych urządzeń napędowych w różnych branżach i opanowała dużą ilość danych z pierwszej ręki dotyczących projektowania, produkcji, testowania i użytkowania.

Silniki z magnesami trwałymi niskiego i wysokiego napięcia firmy Mingteng z powodzeniem pracują w wielu obciążeniach, takich jak wentylatory, pompy wodne, przenośniki taśmowe, młyny kulowe, miksery, kruszarki, skrobaki, pompy olejowe, maszyny przędzalnicze itp. w różnych dziedzinach, takich jak górnictwo, hutnictwo i energetyka, zapewniając dobre efekty w zakresie oszczędzania energii i zyskując szerokie uznanie.

Firma Mingteng zawsze kładła nacisk na niezależną innowację, przestrzegając polityki korporacyjnej dotyczącej „produktów pierwszej klasy, zarządzania pierwszej klasy, usług pierwszej klasy i marek pierwszej klasy”, dostosowując inteligentne systemy silników z magnesami trwałymi do potrzeb użytkowników, tworząc zespół ds. badań i rozwoju silników z magnesami trwałymi oraz innowacji w zakresie zastosowań z chińskimi wpływami, a także dążąc do stania się liderem i podmiotem wyznaczającym standardy w chińskiej branży silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich.

Prawa autorskie: Niniejszy artykuł jest przedrukiem oryginalnego linku:

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

Niniejszy artykuł nie reprezentuje poglądów naszej firmy. Jeśli masz inne zdanie lub poglądy, popraw nas!