电机发展的技术趋势 2022年电机行业应用趋势(1)

一、电机的构成及分类

1、界定及分类

电机俗称“马达”,广义上指电动机和发电机,但一般情况下就以电机作为电动机的简称,且电动机和发电机原理可逆,都是利用电磁感应原理进行电能和机械能的相互转换。按照最常用的电源分类方式可将电机分为直流电机和交流电机,其中直流电机根据有无电刷分为有刷和无刷电机,交流电机根据转子和磁场的运转同步与否分为同步电机和异步电机;电机按用途划分,主要分为驱动电机和控制电机,驱动电机的应用领域较为常见,如家电、电动工具及其他通用设备等,控制电机又包括步进电机和伺服电机。

电机的分类

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资料来源:公开资料整理

2、构成

电机主要由定子组件、转子组件、端盖和辅助标准件组成,而定子绕组中又包括铁芯、铜线绕组(漆包线绕成的线圈)、绝缘材料等组成。

电机的构成

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资料来源:驱动视界,华经产业研究院整理

二、电机行业发展政策

政策端支持下,未来高效节能电机渗透率有望加速提升。2021年6月开始《GB18613-2020电动机能效限定及能效等级》正式实施,淘汰IE3以下能效电机,2021年11月工信部发布《电机能效提升计划》,要求到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦,在役高效节能电机占比达20%以上(而当前渗透率不到10%)。2022年6月发布的《工业能效提升行动计划》提出2025年新增高效节能电机占比达到70%以上。在政策大力支持下,未来节能电机渗透率有望加速提升。

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资料来源:政府官网,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国电机行业市场深度分析及投资潜力预测报告》

三、电机行业发展现状

1、工业电机产量

电机作为电能和机械能转换的关键设备,在制造业中广泛应用于采矿、冶金、油气、石化等行业,增长也和制造业景气程度高度相关。工业电机在电机中的占比较大,据国家统计局数据显示,2021年中国工业电机产量达3.46亿千瓦,同比增长7%。随着我国制造业复苏和全球经济回暖的不断推进,我国工业电机需求有望进一步扩大。

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资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

2、进出口额

据海关总署数据统计,2017-2020年,我国电机产品出口规模总体保持稳定,2021年中国电机产品出口额增长至985.15亿元,同比增长26.73%。2021年我国电机产品进口额达到304.71亿元,同比增长15.42%。

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资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

3、出口目的地

在出口地方面,我国电机的出口目的地较为分散,出口对于个别国家依赖度较低。据海关总署数据,2021年国内电机出口目的地主要为美国、越南、德国、日本等地,前五大出口目的地占我国电机总出口量的35.43%。

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资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

四、电机行业重点企业

佳电股份(000922.SZ)为我国特种电机的创始厂和主导厂,主要从事电机研发、生产与销售,主要产品包括防爆电机、普通电机、核用电机、起重冶金电机、主氦风机等。公司的业务结构较为稳定,以防爆电机和普通电机为主。截至2021年上半年,防爆电机、普通电机分别占公司当期营业收入的50.88%和41.3%,是公司主要的收入来源。

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资料来源:公司公告,华经产业研究院整理

五、电机行业应用趋势

随着智能家居、工业自动化、物流自动化等概念的普及深化,在与每个人息息相关的家电领域、车载领域以及工业领域,各类电机在技术方面都出现了新的需求。

在家电领域,电器的智能化需要电器对人机交流产生相应的反馈。例如扫地机器人需要扫描计算空间,规划路线,然后执行移动以及相应的清洁工作。这里除了各类传感器和复杂的计算,其执行单元都离不开电机的应用。再譬如,智能家居概念下,在接收到控制命令后,冰箱的开门、打开抽屉可自动完成,这个概念也需要增加多组电机。

汽车智能化对电机的需求更加明显,例如新开发的乘用汽车,普遍将电动车门、电动车窗、电动后视镜、电动座椅、多风口可控自动变频空调等概念普及,这些新增的功能使电机的数量急剧增加。考虑到这些电机的应用场合以及设计使用寿命,48V以下的BLDC、步进电机等会出现较快的增长。同时新的需求以及成本的压力,对电机控制器提出更复杂的要求,例如从原有的并行通讯,改为串行或者总线通讯,以减少整体布线并提高兼容性。例如增加各类电压、电流、温度的实时监测并反馈,以便电器安全自诊断与保护。例如对电机控制的待机功耗提出苛刻的要求,以满足各类电器的能耗要求等。并且对电机本身的功率密度也会有强烈的要求,以满足工作条件下更低功耗、更低的散热、更紧凑的结构。这些都是电机技术发展的课题。

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