1. Nuolatinių magnetų variklių klasifikacija ir pramonės varomieji veiksniai

Yra daug tipų, pasižyminčių lanksčiomis formomis ir dydžiais. Pagal variklio funkciją nuolatinių magnetų variklius galima grubiai suskirstyti į tris tipus: nuolatinių magnetų generatorius, nuolatinių magnetų variklius ir nuolatinių magnetų signalų jutiklius. Tarp jų nuolatinių magnetų varikliai daugiausia skirstomi į sinchroninius, nuolatinės srovės ir žingsninius.

1) Nuolatinio magneto sinchroninis variklis:

Statoriaus struktūra ir veikimo principas atitinka tradicinių kintamosios srovės asinchroninių variklių struktūrą ir veikimo principą. Dėl didelio funkcinio koeficiento ir didelio efektyvumo pastaraisiais metais jis sparčiai vystėsi, palaipsniui pakeisdamas tradicinius kintamosios srovės asinchroninius variklius ir yra plačiai naudojamas pramoninės automatikos, staklėse, spausdinimo, tekstilės, medicinos ir kitose srityse.

2) Nuolatinio magneto nuolatinės srovės variklis:

Veikimo principas ir struktūra yra panašūs į tradicinių nuolatinės srovės variklių. Remiantis skirtingais komutavimo metodais, juos galima suskirstyti į šepečius (mechaninis komutavimas) ir bešepečius (elektroninis komutavimas). Jie plačiai naudojami elektrinėse transporto priemonėse, elektriniuose įrankiuose, buitiniuose prietaisuose ir kitose srityse.

3) Nuolatinio magneto žingsninis variklis:

Jis naudoja nuolatinio magneto generuojamo magnetinio lauko ir statoriaus generuojamo besisukančio magnetinio lauko sąveiką, kad būtų pasiektas tikslus žingsninis judesys. Jis turi didelio tikslumo, greito reagavimo greičio ir energijos taupymo privalumus, todėl yra plačiai naudojamas tiksliuosiuose prietaisuose, automatizuotose gamybos linijose, medicinos įrangoje ir kitose srityse.

1.1 Varomieji veiksniai

1.1.1 Produkto pusė

Nuolatinių magnetų veikimo principas yra paprastas, o variklio nuostoliai labai sumažėja. Apskritai tradiciniai elektromagnetiniai varikliai turi pasikliauti išoriniu maitinimo šaltiniu, kad generuotų generatoriaus elektrovaros jėgą, tiektų pradinę galią, o vėliau veiktų naudodami savo išėjimo įtampą. Nuolatinių magnetų variklių veikimo principas yra gana paprastas, o magnetinį lauką tereikia užtikrinti nuolatiniais magnetais.

Palyginti su tradiciniais varikliais, nuolatinių magnetų variklių pranašumai daugiausia atsispindi šiuose aspektuose: 1. maži statoriaus nuostoliai; 2. nėra rotoriaus vario nuostolių; 3. nėra rotoriaus geležies nuostolių; 4. maža vėjo trintis. Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad pagrindinis nuolatinių magnetų variklių bruožas yra tas, kad magnetinis plienas nėra atsparus nuolatinei aukštai temperatūrai. Siekiant išvengti situacijos, kai dėl demagnetizacijos sumažėja arba visiškai išnyksta variklio veikimas, reikia tinkamai kontroliuoti variklio darbinę temperatūrą.

Energijos taupymo efektas yra reikšmingas ir pagerėja bendras efektyvumas. Žemiau atliekame konkrečią našumo analizę, išskirdami variklių tipus ir variklių žaliavas:

1) Kalbant apie variklių tipus

Palyginimui su kitais tradiciniais varikliais pasirinkome nuolatinių magnetų sinchroninius variklius, tarp kurių yra impulsiniai reluktansiniai varikliai, sinchroniniai reluktansiniai varikliai ir nuolatinių magnetų varikliai. Kartu su rodikliais, kadangi nuolatinių magnetų varikliams nereikia šepečių ir sužadinimo srovių, jie pasižymi didesniu efektyvumu ir galios tankiu nei tradiciniai varikliai. Kalbant apie perkrovos pajėgumą, išskyrus nuolatinės srovės variklius, kurie yra gana maži, kiti tipai nedaug skiriasi. Nuolatinių magnetų variklių efektyvumas ir galios koeficientas yra išskirtiniausi – jų efektyvumas siekia 85–97 %. Nors maži varikliai paprastai gali pasiekti daugiau nei 80 %, nuolatinių magnetų varikliai turi akivaizdžių pranašumų, palyginti su asinchroninių variklių 40–60 % efektyvumu. Kalbant apie galios koeficientą, jis gali siekti daugiau nei 0,95, o tai rodo, kad nuolatinių magnetų variklių aktyviosios srovės komponento dalis bendroje srovėje yra didesnė nei kitų tipų, o energijos panaudojimo rodiklis yra didesnis.

2)Pagal variklio žaliavas

Pagal variklyje naudojamų nuolatinių magnetų medžiagų magnetinį stiprumą ir vystymosi etapą, nuolatinių magnetų variklius galima suskirstyti į tris kategorijas: metalinius, feritinius ir retųjų žemių. Tarp jų šiuo metu plačiau naudojami feritiniai ir retųjų žemių nuolatinių magnetų varikliai.

Palyginti su tradiciniais varikliais, retųjų žemių nuolatinių magnetų varikliai yra paprastesnės konstrukcijos ir sugedimo dažnis mažesnis. Naudojant retųjų žemių nuolatinius magnetus galima padidinti oro tarpo magnetinį tankį, maksimaliai padidinti variklio greitį ir pagerinti galios ir svorio santykį. Taikymo sritis yra gana plati. Vienintelis nuolatinių magnetų variklių trūkumas yra jų didelė kaina. Pavyzdžiui, retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių kaina paprastai yra daugiau nei 2,5 karto didesnė nei tradicinių variklių.

1.1.2 Politikos pusė

Politika taip pat atlieka svarbų vaidmenį skatinant nuolatinių magnetų variklių kūrimą.

1) Nuolatinių magnetų pramonė sparčiai vystosi dėl politikos.

Kadangi nuolatiniai magnetai yra pagrindinė nuolatinių magnetų variklių žaliava, technologijų tobulinimas ir nuolatinių magnetų populiarumas daro didelę įtaką nuolatinių magnetų variklių plėtrai. Pastaraisiais metais vyriausybė ėmėsi atitinkamų priemonių, skirtų pramonės rėmimui, politikos skatinimui ir standartų rengimui, siekdama aktyviai skatinti platų nuolatinių magnetų medžiagų naudojimą ir skatinti nuolatinių magnetų variklių plėtrą bei plėtrą.

2) Skatinti augimo potencialą atsižvelgiant į energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo paklausą.

Kinijai vis labiau pabrėžiant energijos taupymą ir aplinkos apsaugą, sveika nuolatinių magnetų variklių plėtra atvėrė augimo galimybes. Nuo naujo nacionalinio standarto nustatymo 2020 m. Kinija nebegamina variklių, kurių galia žemesnė už tarptautinį standartą IE3, ir yra priversta naudoti efektyvesnius gaminius. Be to, 2021 ir 2022 m. paskelbtame „Energijos vartojimo efektyvumo gerinimo plane“ siūloma, kad 2023 m. didelio efektyvumo energiją taupančių variklių metinė galia sieks 170 mln. kilovatų, o eksploatuojamų didelio efektyvumo energiją taupančių variklių dalis viršys 20 %; 2025 m. naujų didelio efektyvumo energiją taupančių variklių dalis viršys 70 %. Apskaičiuojant santykiu 1 kilovatvalandė: 0,33 kilogramo, tai atitinka 15 mln. tonų standartinės anglies sutaupymą ir 28 mln. tonų anglies dioksido išmetimo sumažinimą per metus, o tai, kaip tikimasi, paskatins nuolatinių magnetų variklius sparčiai augti.

2. Nuolatinių magnetų variklių pramonės grandinės analizė

Žvelgiant į visą pramonės grandinę, pamatysime, kad pagrindinės žaliavos, reikalingos nuolatinių magnetų varikliams gaminti, yra įvairios magnetinės medžiagos (pvz., neodimio geležies boro magnetai, nuolatiniai magnetiniai feritai, samaris kobaltas, aliuminio nikelio kobaltas ir kt.), varis, plienas, izoliacinės medžiagos ir aliuminis, tarp kurių didelio efektyvumo magnetinės medžiagos yra pagrindinė didelio našumo nuolatinių magnetų variklių gamybos dalis. Nuolatinių magnetų variklių pramonės pasroviui daugiausia naudojamos įvairiose galutinio pritaikymo srityse, įskaitant vėjo energiją, naujos energijos transporto priemones, aviaciją, tekstilės pramonę, vandens valymą ir kt. Nuolat tobulinant pasroviui skirtą gamybos pramonę, tikimasi, kad terminalų taikymo rinkos paklausos augimas dar labiau paskatins didelio masto nuolatinių magnetų variklių gamybą.

2.1 Prieš pradedant: Aukštos kokybės magnetinės medžiagos prisideda prie kainos, sudarydamos daugiau nei 25 %

Medžiagos sudaro daugiau nei pusę visų sąnaudų, tarp kurių magnetinės medžiagos vaidina lemiamą vaidmenį variklio efektyvumui. Nuolatinių magnetų variklių žaliavos daugiausia apima magnetines medžiagas (pvz., neodimio geležies boro magnetus, nuolatinių magnetų feritus, samariumo kobaltą, aliuminio nikelio kobaltą ir kt.), silicio plieno lakštus, varį, plieną, aliuminį ir kt. Magnetinės medžiagos, silicio plieno lakštai ir varis sudaro pagrindinę žaliavų sąnaudų dalį ir sudaro daugiau nei 50 % sąnaudų. Nors pagal tradicinių variklių sąnaudų struktūrą pradinės variklio įsigijimo, įrengimo ir priežiūros išlaidos sudaro tik 2,70 % viso variklio gyvavimo ciklo, dėl tokių veiksnių kaip produkto kaina, konkurencingumas ir populiarumas rinkoje, variklių gamintojai skiria didelį dėmesį žaliavoms.

1) Magnetinės medžiagos:Retųjų žemių magnetai pasižymi puikiomis magnetinėmis savybėmis ir labai tinka didelio našumo ir didelės galios reikmėms. NdFeB ir kobalto magnetai yra svarbios retųjų žemių panaudojimo sritys nuolatinių magnetų medžiagose. Dėl gausių Kinijos retųjų žemių atsargų NdFeB gamyba sudaro apie 90 % visos pasaulinės gamybos. Nuo 2008 m. Kinijos nuolatinių magnetų variklių gamyba sparčiai augo ir palaipsniui tapo pagrindine pasaulyje gamintoja, o NdFeB žaliavų paklausa nuo 2008 iki 2020 m. padvigubėjo. Dėl retųjų žemių išteklių ypatumų NdFeB gamyba ir perdirbimas yra gana sudėtingi, todėl nuolatinių magnetų variklių kaina yra didesnė nei tradicinių variklių. Magnetinės medžiagos paprastai sudaro apie 30 % visų sąnaudų.

2) Silicio plieno lakštas:Daugiausia naudojamas nuolatinio magneto variklio pagrindinei daliai formuoti. Dėl sudėtingo paruošimo proceso jo kaina yra gana didelė. Silicio plieno lakštai sudaro apie 20 % visų sąnaudų.

3) Varis:Daugiausia naudojama kaip nuolatinių magnetų variklių laidininko medžiaga, sudaranti apie 15% visų sąnaudų.

4) Plienas:Daugiausia naudojama nuolatinių magnetų variklių konstrukcijai ir korpuso medžiagai gaminti, sudarant apie 10% visų sąnaudų.

5) Aliuminis:Daugiausia naudojama šilumos kriauklėms, galiniams dangčiams ir kitiems šilumos išsklaidymo komponentams gaminti.

6) Gamybos įrangos ir įrankių sąnaudos:sudaro apie 15 % visų išlaidų.

2.2 Pasaulinė rinka: Daugybė sričių ruošiasi dėti pastangas, o didžiulis pramonės potencialas laukia, kol bus išnaudotas

Nuolatinių magnetų varikliai dabar plačiai naudojami įvairiose srityse ir daugelyje pramonės šakų. Iki šiol nuolatinių magnetų varikliai sėkmingai pateko į automobilių, buitinės technikos, pramoninės automatikos ir kitas pramonės šakas, svariai prisidėdami prie technologinių inovacijų ir rinkos plėtros. Be to, atsižvelgiant į jų svarbą ekonomikos plėtrai, tokios pramonės šakos kaip naftos chemijos, naftos ir dujų, metalurgija ir elektros energijos pramonė taip pat pradėjo palaipsniui naudoti nuolatinių magnetų variklius. Ateityje, pramonės tendencijoms vis labiau orientuojantis į intelektą, automatizavimą ir energijos taupymą, nuolatinių magnetų variklių taikymas įvairiose tolesnėse srityse turės didžiulį potencialą ir toliau išlaikys spartų vystymosi tempą.

3. Nuolatinių magnetų variklių rinkos analizė

3.1 Apie pasiūlą ir paklausą

Dėl naujų energijos šaltinių plėtros paklausa sparčiai auga. Kinijos retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių gamintojai daugiausia yra pasiskirstę Rytų ir Pietų Kinijoje, kurios yra turtingos retųjų žemių išteklių ir turi tvirtą pramoninį pagrindą. Nuolatinių magnetų variklių paklausa yra didelė, o tai skatina visos pramonės grandinės formavimąsi. Nuo 2015 iki 2021 m. Kinijos retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių gamyba išaugo nuo 768 mln. vienetų iki 1,525 mlrd. vienetų, o metinis augimo tempas siekė 12,11 %, o tai gerokai viršija vidutinį mikrovariklių (variklių, kurių skersmuo mažesnis nei 160 mm arba vardinė galia mažesnė nei 750 mW) augimo tempą – 3,94 %.

Dėl spartaus naujų energetikos sričių vystymosi pastaraisiais metais sparčiai augo nuolatinių magnetų variklių paklausa tokiose srityse kaip vėjo energija ir elektrinės transporto priemonės. 2021 ir 2022 metais retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių paklausa Kinijoje sieks atitinkamai 1,193 mlrd. ir 1,283 mlrd. vienetų, t. y. 7,54 % daugiau nei tuo pačiu laikotarpiu praėjusiais metais.

3.2 Apie rinkos dydį

Kinijos nuolatinių magnetų variklių rinka rodo stiprų augimo pagreitį, o vartotojų sričių skatinimas paskatino rinkos potencialą. Pastaraisiais metais pasaulinė nuolatinių magnetų variklių rinka išlaikė nuolatinį augimą ir demonstravo optimistinę vystymosi tendenciją. 2022 m. rinkos dydis pasiekė 48,58 mlrd. JAV dolerių, tai yra 7,96 % daugiau nei pernai. Prognozuojama, kad iki 2027 m. pasaulinė nuolatinių magnetų variklių rinka pasieks 71,22 mlrd. JAV dolerių, o bendras metinis augimo tempas sieks 7,95 %. Kinijos nuolatinių magnetų variklių rinka sparčiai auga, nes ją skatina tokios vartotojų sritys kaip naujos energijos transporto priemonės, kintamo dažnio oro kondicionieriai ir vėjo energija. Šiuo metu rinkoje dominuoja 25–100 kW galios produktai.

Rinka ir toliau nuolat auga, o Kinija pirmauja šios pramonės plėtros srityje. Tobulėjant nuolatinių magnetų medžiagų savybėms ir variklių technologijoms, pasaulinė nuolatinių magnetų variklių rinka išlaikys nuolatinį augimą. Kinija ir toliau išlaikys savo rinkos lyderės pozicijas. Ateityje Jangdzės upės deltos integracija, vakarinio regiono plėtra, vartojimo didinimas ir politikos skatinimas suteiks stiprų postūmį didelio masto nuolatinių magnetų variklių taikymui Kinijos rinkoje.

4. Nuolatinių magnetų variklių pasaulinė konkurencijos aplinka

Kuriant nuolatinių magnetų variklius visame pasaulyje, Kinija, Vokietija ir Japonija tapo lyderėmis aukščiausios klasės, tikslių ir novatoriškų nuolatinių magnetų variklių srityje, turėdamos ilgametę gamybos patirtį ir pagrindines technologijas.

Kinija tapo svarbia pasaulinės nuolatinių magnetų variklių pramonės baze, o jos konkurencingumas didėja.

Kalbant apie regioninį išdėstymą, Dziangsu, Džedziangas, Fudzianas, Hunanas ir Anhujus tapo svarbiomis Kinijos nuolatinių magnetų variklių pramonės bazėmis, užimančiomis nemažą rinkos dalį.

Ateityje pasaulinė nuolatinių magnetų variklių pramonė susidurs su intensyvesne konkurencija, o Kinija, kaip dinamiškiausia ir potencialiausia pasaulio rinka, atliks svarbų vaidmenį šiame procese.

5. Įvadas į „Anhui Mingteng“ nuolatinio magneto variklį

„Anhui Mingteng“ nuolatinių magnetinių mašinų ir elektros įrangos Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) buvo įkurta 2007 m. spalio 18 d., o jos įstatinis kapitalas siekė 144 mln. RMB. Ji yra Šuangfengo ekonominės plėtros zonoje, Hefėjaus mieste, Anhui provincijoje. Tai moderni aukštųjų technologijų įmonė, integruojanti nuolatinių magnetų variklių mokslinius tyrimus ir plėtrą, gamybą, pardavimą ir paslaugas.

Įmonė visada daugiausia dėmesio skyrė produktų tyrimams ir plėtrai. Ji turi daugiau nei 40 žmonių nuolatinių magnetų variklių profesionalią tyrimų ir plėtros komandą ir užmezgė ilgalaikius bendradarbiavimo santykius su universitetais, mokslinių tyrimų įstaigomis ir didelėmis valstybinėmis įmonėmis. Mokslinių tyrimų ir plėtros komanda taiko modernią variklių projektavimo teoriją ir pažangias variklių projektavimo technologijas. Po daugiau nei dešimties metų techninio kaupimo ji sukūrė beveik 2000 nuolatinių magnetų variklių specifikacijų, tokių kaip įprasti, kintamo dažnio, sprogimui atsparūs, kintamo dažnio sprogimui atsparūs, tiesioginės pavaros ir sprogimui atsparios tiesioginės pavaros serijos. Ji puikiai supranta įvairių pramonės šakų pavaros įrangos techninius reikalavimus ir yra įsisavinusi daugybę tiesioginių projektavimo, gamybos, bandymų ir naudojimo duomenų.

„Mingteng“ aukštos ir žemos įtampos nuolatinių magnetų varikliai sėkmingai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip kasyba, plieno ir elektros pramonė, su įvairiais kroviniais, tokiais kaip ventiliatoriai, vandens siurbliai, juostiniai konvejeriai, rutuliniai malūnai, maišytuvai, trupintuvai, grandikliai, alyvos siurbliai, verpimo staklės ir kt., pasiekiant gerų energijos taupymo rezultatų ir pelnant platų pripažinimą.

„Mingteng“ visada reikalavo nepriklausomų inovacijų, laikydamasi įmonės politikos „pirmos klasės produktai, pirmos klasės valdymas, pirmos klasės paslaugos ir pirmos klasės prekės ženklai“, pritaikydama vartotojams išmaniuosius nuolatinių magnetų variklių sistemų energiją taupančius bendrus sprendimus, kurdama nuolatinių magnetų variklių mokslinių tyrimų ir plėtros bei taikomųjų inovacijų komandą su Kinijos įtaka ir siekdama tapti Kinijos retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių pramonės lydere ir standartų kūrėja.

Autorių teisės: Šis straipsnis yra originalios nuorodos perspausdinimas:

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

Šis straipsnis neatspindi mūsų įmonės požiūrio. Jei turite kitokią nuomonę ar požiūrį, prašome mus pataisyti!