1、行业技术水平
微特电机行业正式从理论走向工业应用是 20 世纪初。进入 21 世纪以来,经济信息化水平继续推进,各种信息设备朝微型化、智能化发展,这促使微特电机行业的技术发展也有了新的内容。其中最主要的影响就在于元器件的集成化、微型化,表现在要求微特电机能适应系统的要求且具备多功能性,并在微特电机与系统之间提出了更高的匹配性、关联性、集成度要求。
微特电机正在向模块化、组合化、智能化、机电一体化方向发展。此外,随着微特电机应用领域的扩大,应用环境随之变化,传统电磁原理电机已不能完全满足要求。我国微特电机行业起步于 20 世纪 50 年代,经过 60 多年的发展,我国微特电机行业形成了完整的生产制造体系,年产量位居世界前列,已成为微特电机的生产大国,但还不是微特电机技术强国。就品种而言,我国企业与发达国家相比仍有差距。
主要表现是一般品种多,专用品种少;经济型品种多,精密型品种少;一些新结构、新原理的电动机我国还没有介入或处于实验室阶段,如高速动压轴承电机、稀土超磁致伸缩电机等,还有一些高精密的无刷直流电机、精密伺服电机等,存在依赖进口的情况。
2、行业技术特点和发展趋势
微特电机技术涉及的学科和技术领域包括电机技术、材料技术、控制技术、微电子技术、电力电子技术、传感技术等,属多学科、多技术领域交叉的综合技术。为满足各种应用需求,上述学科的最新成果均被运用到微特电机上。新结构、新材料、新工艺的开发使微特电机行业不断推陈出新,各种新原理的提出更是给微特电机行业带来深远影响。
微特电机已经从最初作为动力的“力矩的电机”发展到具有控制功能的“智能的电机”。这种不断扩展的演变过程,使微特电机产品成为一个庞大的家族,各种特性的电机数不胜数。未来,随着信息技术、材料技术、能源技术的继续进步,电机的内涵还将不断随新产品的问世而得到扩充,主要的发展趋势体现为以下几点:
①机电一体化
从制造技术看,无刷化和电机与驱动电路集成的机电一体化是行业技术主要发展趋势,直流无刷电机既有直流有刷电机优良性能,又有交流异步电机结构简单的特点,具备高效节能的优点。无刷电机在各使用领域的应用不断扩大,是微特电机发展方向,也是当前行业中关注的热点。
无刷电机驱动和控制电路大多采用专用化的集成模块,随着无刷电机应用普及,产量不断增加,电机和驱动器集成一体化的成本会大幅度下降,同时亦会促进无刷电机推广应用。随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术及控制理论的发展和应用,微特电机应用领域日益广泛。
各种机器设备自动化水平和智能化水平不断提高的背后是大量微特电机在各种不同的工况下与计算机、电机控制器、功率变换器、传感器等多方面联接,同时还要与后级的执行机构或负载整合融为一体。在这样的工作场景下,电机已不再是一个单一的分立零部件,而是和启动装置、控制装置、后级机构共同构成可以实现预定功能的完整的机电一体化模块。
②永磁化
以永磁材料代替励磁线圈可以使电机体积缩小、结构简化。微特电机向微型化和电子化的方向发展,永磁材料在微特电机中的应用是必然趋势。我国稀土资源丰富,所研制生产的钕铁硼永磁体的最大磁能积已处于国际先进水平,这为我国永磁电机的发展提供了良好的条件。
③数字化
各种新结构、新原理电机的问世,以及传统电机对控制精度要求的提高都对微特电机控制系统提出新要求。以模拟电路实现对电机控制正退出历史舞台。采用通用计算机、DSP 控制器、FPGA 等可编程控制器实现电机控制的手段得到快速发展,与此对应的是,现代电机控制系统智能化水平快速提高,正朝着高精度、高性能、网络化、信息化、系统芯片化方向不断进步。
④高效节能和智能化
从产品性能看,高效节能和智能化已成为微特电机产品发展重要趋势。微特电机作为电机工业中的重要分支,其数量多、用途广,是电能的消耗大户。2022年 6 月工业和信息化部、发展改革委、财政部、生态环境部、国资委、市场监管总局等六部门联合发布《工业能效提升行动计划》指出,实施电机能效提升行动。
鼓励电机生产企业开展性能优化、铁芯高效化、机壳轻量化等系统化创新设计,优化电机控制算法与控制性能,加快高性能电磁线、稀土永磁、高磁感低损耗冷轧硅钢片等关键材料创新升级。推行电机节能认证,推进电机高效再制造。推动使用企业开展设备能效水平和运行维护情况评估,科学细分负载特性及不同工况,加快电机更新升级。
2025 年新增高效节能电机占比达到 70%以上。因此,未来我国高效、节能的微特电机产品将受政策和市场影响成为关注焦点。随着微特电机各应用领域的发展,对电机智能化要求不断提高。如家电产品更新换代快,产品档次不断提高,功能不断增加,性能不断提升。如传统制造工业与信息互联网、大数据紧密结合,要求微特电机系统化、智能化发展,实现传统制造业的转型升级。
详见思瀚发布《2023-2028年中国微特电机行业市场现状及投资价值评估研究报告》