1. Püsimagnetiga mootorite klassifikatsioon ja tööstusharu juhtivad tegurid

Neid on palju erinevaid tüüpe, millel on paindlik kuju ja suurus. Mootori funktsiooni järgi saab püsimagnetmootorid jagada laias laastus kolme tüüpi: püsimagnetgeneraatorid, püsimagnetmootorid ja püsimagnetsignaaliandurid. Nende hulgas jagunevad püsimagnetmootorid peamiselt sünkroon-, alalisvoolu- ja astmemootoriteks.

1) Püsimagnetiga sünkroonmootor:

Staatori struktuur ja tööpõhimõte on kooskõlas traditsiooniliste vahelduvvoolu asünkroonmootorite omadega. Tänu oma kõrgele funktsionaalsele tegurile ja kõrgele efektiivsusele on see viimastel aastatel kiiresti arenenud, asendades järk-järgult traditsioonilisi vahelduvvoolu asünkroonmootoreid, ning seda kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatikas, tööpinkides, trükitööstuses, tekstiilitööstuses, meditsiinis ja muudes valdkondades.

2) Püsimagnetiga alalisvoolumootor:

Tööpõhimõte ja struktuur on sarnased traditsiooniliste alalisvoolumootoritega. Erinevate kommutatsioonimeetodite põhjal saab need jagada harjadega (mehaaniline kommutatsioon) ja harjadeta (elektrooniline kommutatsioon) mootoriteks. Seda kasutatakse laialdaselt elektriautodes, elektritööriistades, kodumasinates ja muudes valdkondades.

3) Püsimagnetiga astmemootor:

See kasutab püsimagneti tekitatud magnetvälja ja staatori tekitatud pöörleva magnetvälja vastastikmõju, et saavutada täpne astmeline liikumine. Selle eelised on suur täpsus, kiire reageerimiskiirus ja energiasääst ning seda kasutatakse laialdaselt täppisinstrumentides, automatiseeritud tootmisliinides, meditsiiniseadmetes ja muudes valdkondades.

1.1 Juhtivad tegurid

1.1.1 Tootepool

Püsimagnetite tööpõhimõte on lihtne ja mootorikaod on oluliselt väiksemad. Üldiselt peavad traditsioonilised elektromagnetilised mootorid toetuma välisele toiteallikale, et genereerida generaatorile elektromotoorjõudu, tagada algvõimsus ja seejärel töötada oma väljundpingega. Püsimagnetimootorite tööpõhimõte on suhteliselt lihtne ja püsimagnetid peavad looma ainult magnetvälja.

Võrreldes traditsiooniliste mootoritega on püsimagnetmootorite eelised peamiselt järgmised: ① väike staatori kadu; ② rootori vasekadude puudumine; ③ rootori rauakadude puudumine; ④ väike tuule hõõrdumine. Siiski tuleb märkida, et püsimagnetmootorite põhikomponent on see, et magnetiline teras ei ole pidevale kõrgele temperatuurile vastupidav. Selleks, et vältida olukorda, kus mootori jõudlus väheneb või kaob demagnetiseerumise tõttu, tuleb mootori töötemperatuuri mõistlikult kontrollida.

Energiasäästu efekt on märkimisväärne ja üldine efektiivsus paraneb. Allpool viime läbi spetsiifilise jõudlusanalüüsi, eristades mootoritüüpe ja mootori tooraineid:

1) Mootoritüüpide osas

Valisime võrdluseks püsimagnetiga sünkroonmootorid teiste traditsiooniliste mootoritega, mille hulgas on lülitusreluktantsmootorid, sünkroonreluktantsmootorid ja püsimagnetiga mootorid, mis kõik on sünkroonmootorid. Koos indikaatoritega on püsimagnetiga mootoritel suurem efektiivsus ja võimsustihedus kui traditsioonilistel mootoritel, kuna need ei vaja harju ega ergutusvoolu. Ülekoormustaluvuse osas, välja arvatud alalisvoolumootorid, mis on suhteliselt madalad, ei erine teised tüübid palju. Püsimagnetiga mootorite efektiivsus ja võimsustegur on kõige silmapaistvamad, efektiivsusega 85–97%. Kuigi väikemootorid võivad tavaliselt ulatuda üle 80%, on püsimagnetiga mootoritel ilmsed eelised võrreldes asünkroonmootorite 40–60% efektiivsusega. Võimsusteguri osas võib see ulatuda üle 0,95, mis näitab, et püsimagnetiga mootorite aktiivvoolu komponendi osakaal koguvoolus on suurem kui teist tüüpi mootoritel ja energiakasutusmäär on kõrgem.

2)Mootori tooraine järgi

Mootoris kasutatavate püsimagnetimaterjalide magnetilise tugevuse ja arengujärgu järgi saab püsimagnetmootorid jagada kolme kategooriasse: metall-, ferriit- ja haruldaste muldmetallidega mootorid. Nende hulgas on praegu laialdasemalt kasutusel ferriit- ja haruldaste muldmetallidega püsimagnetmootorid.

Võrreldes traditsiooniliste mootoritega on haruldaste muldmetallide püsimagnetitega mootoritel lihtsam konstruktsioon ja madalam rikete määr. Haruldaste muldmetallide püsimagnetite kasutamine võib suurendada õhupilu magnetilist tihedust, optimaalselt tõsta mootori kiirust ja parandada võimsuse ja kaalu suhet. Kasutusvaldkond on suhteliselt lai. Püsimagnetitega mootorite ainus puudus on nende kõrge hind. Näiteks haruldaste muldmetallide püsimagnetitega mootorite hind on tavaliselt enam kui 2,5 korda kõrgem kui traditsioonilistel mootoritel.

1.1.2 Poliitiline pool

Poliitikatel on samuti oluline roll püsimagnetmootorite arendamise edendamisel.

1) Püsimagnetite tööstus areneb kiiresti, mida juhivad poliitikad.

Püsimagnetmootorite põhitoorainena on püsimagnetite tehnoloogia täiustamine ja populaarsuse kasv oluliselt mõjutanud püsimagnetmootorite arengut. Viimastel aastatel on valitsus võtnud asjakohaseid meetmeid tööstuse toetamise, poliitilise stiimuli ja standardite väljatöötamise osas, et aktiivselt edendada püsimagnetmaterjalide laialdast kasutamist ning edendada püsimagnetmootorite arendamist ja laiendamist.

2) Stimuleerida kasvupotentsiaali energia säästmise ja heitkoguste vähendamise nõudluse tingimustes.

Hiina üha suureneva rõhuasetusega energia säästmisele ja keskkonnakaitsele on püsimagnetmootorite tervislik areng toonud kaasa kasvuvõimalusi. Alates uue riikliku standardi kehtestamisest 2020. aastal ei tooda Hiina enam mootoreid, mis jäävad alla rahvusvahelise standardi IE3, ning on sunnitud kasutama tõhusamaid tooteid. Lisaks pakkus 2021. ja 2022. aastal avaldatud „Energiatõhususe parandamise kava“, et 2023. aastal on suure tõhususega energiasäästlike mootorite aastane toodang 170 miljonit kilovatti ja suure tõhususega energiasäästlike mootorite osakaal kasutusel ületab 20%; 2025. aastal ületab uute suure tõhususega energiasäästlike mootorite osakaal 70%. Arvutatuna suhtega 1 kilovatt-tund: 0,33 kilogrammi, võrdub see 15 miljoni tonni tavalise kivisöe säästmisega ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamisega 28 miljoni tonni võrra aastas, mis eeldatavasti viib püsimagnetmootorid kiire kasvu ajastusse.

2. Püsimagnetiga mootoritööstuse ahela analüüs

Vaadates kogu tööstusahela ülesvoolu, leiame, et püsimagnetmootorite tootmiseks vajalike peamiste toorainete hulka kuuluvad mitmesugused magnetilised materjalid (näiteks neodüüm-raud-boormagnetid, püsimagnetferriidid, samaarium-koobalt, alumiinium-nikkel-koobalt jne), vask, teras, isolatsioonimaterjalid ja alumiinium, mille hulgas on suure tõhususega magnetilised materjalid, mis on suure jõudlusega püsimagnetmootorite tootmise keskmes. Püsimagnetmootorite tööstuse allavoolu jaoks on tegemist peamiselt erinevate lõppkasutusvaldkondadega, sealhulgas tuuleenergia, uute energiaallikatega sõidukid, lennundus, tekstiilitööstus, veetöötlus jne. Allavoolu töötleva tööstuse pideva ajakohastamisega eeldatakse, et nõudluse kasv terminalirakenduste turul soodustab veelgi püsimagnetmootorite laiaulatuslikku tootmist.

2.1 Ülesvoolu: kvaliteetsed magnetilised materjalid moodustavad kuludest üle 25%

Materjalid moodustavad üle poole kogukulust, mille hulgas on magnetilistel materjalidel mootori efektiivsuses otsustav roll. Püsimagnetiga mootorite toorainete hulka kuuluvad peamiselt magnetilised materjalid (näiteks neodüümraudboormagnetid, püsimagnetferriidid, samaariumkoobalt, alumiiniumnikkelkoobalt jne), räniterasest lehed, vask, teras, alumiinium jne. Magnetilised materjalid, räniterasest lehed ja vask moodustavad tooraine maksumuse peamise osa, moodustades üle 50% maksumusest. Kuigi traditsiooniliste mootorite kulustruktuuri kohaselt moodustavad mootori esialgsed ostu-, paigaldus- ja hoolduskulud vaid 2,70% mootori kogu elutsüklist, pööravad mootoritootjad toote hinna, konkurentsivõime ja turu populaarsuse tõttu toorainele suurt tähelepanu.

1) Magnetilised materjalid:Haruldaste muldmetallide magnetitel on suurepärased magnetilised omadused ja need sobivad väga hästi suure jõudlusega ja suure võimsusega rakendusteks. NdFeB ja koobaltmagnetid on olulised haruldaste muldmetallide rakendused püsimagnetmaterjalides. Hiina rikkalike haruldaste muldmetallide varude tõttu moodustab NdFeB tootmine umbes 90% maailma kogutoodangust. Alates 2008. aastast on Hiina püsimagnetmootorite tootmine kiiresti kasvanud, saades järk-järgult maailma suurimaks tootjaks, ning NdFeB tooraine nõudlus on aastatel 2008–2020 kahekordistunud. Haruldaste muldmetallide ressursside eripära tõttu on NdFeB tootmine ja töötlemine suhteliselt keeruline, seega on püsimagnetmootorite hind kõrgem kui traditsioonilistel mootoritel. Magnetmaterjalid moodustavad tavaliselt umbes 30% kogumaksumusest.

2) Räniterasest leht:Kasutatakse peamiselt püsimagnetmootorite südamiku valmistamiseks. Keeruka valmistusprotsessi tõttu on selle maksumus suhteliselt kõrge. Räniterasest leht moodustab umbes 20% kogumaksumusest.

3) Vask:Kasutatakse peamiselt püsimagnetmootorite juhtmaterjalina, moodustades umbes 15% kogumaksumusest.

4) Teras:Kasutatakse peamiselt püsimagnetmootorite konstruktsiooni ja kestamaterjali valmistamiseks, moodustades umbes 10% kogumaksumusest.

5) Alumiinium:Kasutatakse peamiselt jahutusradiaatorite, otsakatete ja muude soojuse hajutamise komponentide valmistamiseks.

6) Tootmisseadmete ja tööriistade kulud:moodustades umbes 15% kogukuludest.

2.2 Allavoolu: Mitmed valdkonnad valmistuvad pingutusi tegema ja tööstusharu tohutu potentsiaal ootab ärakasutamist

Püsimagnetiga mootoreid on nüüdseks laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades ja mitmes tööstusharus. Siiani on püsimagnetiga mootorid edukalt sisenenud autotööstusesse, kodumasinate, tööstusautomaatika ja teistesse tööstusharudesse, andes olulise panuse tehnoloogilisse innovatsiooni ja turu laienemisse. Lisaks on nende olulisuse tõttu majandusarengus hakanud püsimagnetiga mootoreid järk-järgult kasutama ka sellised tööstusharud nagu naftakeemia, nafta ja gaas, metallurgia ja elekter. Tulevikus, kuna tööstusharu trendid keskenduvad üha enam intelligentsusele, automatiseerimisele ja energia säästmisele, on püsimagnetiga mootorite rakendamisel erinevates alltöövõtu valdkondades tohutu potentsiaal ja see jätkab kiire arengu hoo säilitamist.

3. Püsimagnetiga mootorite turuanalüüs

3.1 Pakkumisest ja nõudlusest

Uute energiaallikate arengu tõttu kasvab nõudlus kiiresti. Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorite tootjad asuvad peamiselt Ida-Hiinas ja Lõuna-Hiinas, mis on rikkad haruldaste muldmetallide ressursside poolest ja millel on tugev tööstuslik alus. Püsimagnetmootorite järele on suur nõudlus, mis soodustab tervikliku tööstusahela teket. Aastatel 2015–2021 kasvas Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorite toodang 768 miljonilt ühikult 1,525 miljardi ühikuni, kusjuures liitkasvumäär oli 12,11%, mis ületas oluliselt mikromootorite (mootorid läbimõõduga alla 160 mm või nimivõimsusega alla 750 mW) keskmist kasvumäära, mis on 3,94%.

Tänu uue energiavaldkonna kiirele arengule on püsimagnetmootorite nõudlus viimastel aastatel kiiresti kasvanud sellistes töötlemisvaldkondades nagu tuuleenergia ja elektriautod. Aastatel 2021 ja 2022 on Hiina nõudlus haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorite järele vastavalt 1,193 miljardit ühikut ja 1,283 miljardit ühikut, mis on 7,54% suurem kui aasta varem.

3.2 Turu suurusest

Hiina püsimagnetmootorite turg näitab tugevat kasvutempot ning allavoolu valdkondade edendamine on stimuleerinud turupotentsiaali. Viimastel aastatel on ülemaailmne püsimagnetmootorite turg säilitanud stabiilse kasvu ja näidanud optimistlikku arengutrendi. 2022. aastal ulatus turu suurus 48,58 miljardi USA dollarini, mis on 7,96% suurem kui aasta varem. Hinnanguliselt ulatub ülemaailmne püsimagnetmootorite turg 2027. aastaks 71,22 miljardi USA dollarini, mille liitkasvumäär on 7,95%. Hiina püsimagnetmootorite turg näitab kiiret kasvutrendi tänu allavoolu valdkondadele, nagu uued energiasõidukid, muutuva sagedusega kliimaseadmed ja tuuleenergia. Praegu domineerivad turul tooted võimsusega 25–100 kW.

Turg kasvab jätkuvalt pidevalt ja Hiina on selle tööstusharu arengus esirinnas. Püsimagnetimaterjalide toimivuse paranemise ja mootoritehnoloogia arenguga säilitab ülemaailmne püsimagnetmootorite turg stabiilse kasvu. Hiina jätkab oma turuliidripositsiooni säilitamist. Tulevikus annavad Jangtse jõe delta integreerimine, läänepiirkonna areng, tarbimise suurendamine ja poliitika edendamine tugeva tõuke püsimagnetmootorite laialdaseks rakendamiseks Hiina turul.

4. Püsimagnetiga mootorite globaalne konkurentsimaastik

Püsimagnetmootorite arendamisel üle maailma on Hiina, Saksamaa ja Jaapan oma aastatepikkuse tootmiskogemuse ja võtmetehnoloogiatega tõusnud tipptasemel, täppis- ja uuenduslike püsimagnetmootorite liidriteks.

Hiinast on saanud ülemaailmse püsimagnetiga autotööstuse oluline baas ning selle konkurentsivõime kasvab.

Regionaalse paigutuse osas on Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Hunan ja Anhui saanud Hiina püsimagnetiga autotööstuse olulisteks baasideks, hõivates märkimisväärse turuosa.

Tulevikus toob ülemaailmne püsimagnetiga autotööstuses kaasa tihedama konkurentsi ning Hiinal kui maailma dünaamilisemal ja potentsiaalseimal turul on selles protsessis oluline roll.

5. Sissejuhatus Anhui Mingtengi püsimagnetmootorisse

Anhui Mingtengi püsimagnetmasinate ja elektriseadmete Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) asutati 18. oktoobril 2007 registreeritud kapitaliga 144 miljonit RMB. See asub Shuangfengi majandusarengu tsoonis, Hefei linnas, Anhui provintsis. See on kaasaegne kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis ühendab püsimagnetmootorite uurimis- ja arendustegevuse, tootmise, müügi ja teeninduse.

Ettevõte on alati keskendunud tootearendusele. Sellel on püsimagnetmootorite professionaalne uurimis- ja arendusmeeskond, kuhu kuulub üle 40 inimese, ning ettevõte on loonud pikaajalised koostöösuhted ülikoolide, teadusasutuste ja suurte riigile kuuluvate ettevõtetega. Teadus- ja arendusmeeskond võtab kasutusele kaasaegse mootorite projekteerimise teooria ja täiustatud mootorite projekteerimise tehnoloogia. Pärast enam kui kümme aastat tehnilist kogunemist on ettevõte välja töötanud ligi 2000 püsimagnetmootorite spetsifikatsiooni, näiteks tavalised, muudetava sagedusega, plahvatuskindlad, muudetava sagedusega plahvatuskindlad, otseülekandega ja plahvatuskindlad otseülekandega seeriad. Ettevõte mõistab täielikult erinevate tööstusharude ajamiseadmete tehnilisi nõudeid ning on omandanud suure hulga esmaseid projekteerimis-, tootmis-, testimis- ja kasutusandmeid.

Mingtengi kõrge- ja madalpinge püsimagnetmootoreid on edukalt kasutatud mitmesuguste koormuste, näiteks ventilaatorite, veepumpade, lintkonveierite, kuulveskite, segistite, purustite, kaabitsate, õlipumpade, ketrusmasinate jms puhul erinevates valdkondades, nagu kaevandamine, terasetööstus ja elekter, saavutades häid energiasäästuefekte ja pälvides laialdast tunnustust.

Mingteng on alati nõudnud iseseisvat innovatsiooni, järgides ettevõtte poliitikat „esmaklassilised tooted, esmaklassiline juhtimine, esmaklassilised teenused ja esmaklassilised kaubamärgid“, kohandades kasutajatele intelligentseid püsimagnetmootorite süsteemi energiasäästlikke üldlahendusi, luues Hiina mõjutustega püsimagnetmootorite teadus- ja arendustegevuse ning rakenduste innovatsioonimeeskonna ning püüdes saada Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorite tööstuse liidriks ja standardite kehtestajaks.

Autoriõigus: See artikkel on originaallingi kordustrükk:

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

See artikkel ei esinda meie ettevõtte seisukohti. Kui teil on teistsuguseid arvamusi või seisukohti, palun parandage meid!