1.Clasificación de motores de imanes permanentes y factores impulsores de la industria.

Los hay de muchos tipos, con formas y tamaños flexibles. Según la función del motor, los motores de imanes permanentes se pueden dividir aproximadamente en tres tipos: generadores de imanes permanentes, motores de imanes permanentes y sensores de señal de imanes permanentes. Entre ellos, los motores de imanes permanentes se dividen principalmente en síncronos, CC y paso a paso.

1)Motor síncrono de imán permanente:

La estructura del estator y el principio de funcionamiento son consistentes con los de los motores asíncronos de CA tradicionales. Debido a su alto factor funcional y alta eficiencia, se ha desarrollado rápidamente en los últimos años, reemplazando gradualmente a los motores asíncronos de CA tradicionales, y se usa ampliamente en automatización industrial, máquinas herramienta, impresión, textiles, medicina y otros campos.

2)Motor CC de imán permanente:

El principio de funcionamiento y la estructura son similares a los de los motores CC tradicionales. Según los diferentes métodos de conmutación, se puede dividir en con escobillas (conmutación mecánica) y sin escobillas (conmutación electrónica). Es ampliamente utilizado en vehículos eléctricos, herramientas eléctricas, electrodomésticos y otros campos.

3)Motor paso a paso de imán permanente:

Utiliza la interacción entre el campo magnético generado por el imán permanente y el campo magnético giratorio generado por el estator para lograr un movimiento escalonado preciso. Tiene las ventajas de alta precisión, velocidad de respuesta rápida y ahorro de energía, y se usa ampliamente en instrumentos de precisión, líneas de producción automatizadas, equipos médicos y otros campos.

1.1 Factores determinantes

1.1.1 Lado del producto

El principio de funcionamiento de los imanes permanentes es sencillo y las pérdidas del motor se reducen considerablemente. En general, los motores electromagnéticos tradicionales necesitan depender de una fuente de alimentación externa para generar fuerza electromotriz para el generador, proporcionar energía inicial y luego depender de su propio voltaje de salida para funcionar. El principio de funcionamiento de los motores de imanes permanentes es relativamente simple y el campo magnético solo necesita ser proporcionado por imanes permanentes.

En comparación con los motores tradicionales, las ventajas de los motores de imanes permanentes se reflejan principalmente en: ① baja pérdida del estator; ② sin pérdida de cobre del rotor; ③ sin pérdida de hierro del rotor; ④ baja fricción del viento. Sin embargo, cabe señalar que el componente clave de los motores de imanes permanentes es que el acero magnético no es resistente a altas temperaturas continuas. Para evitar una situación en la que el rendimiento del motor se reduzca o se deteriore debido a la desmagnetización, es necesario controlar razonablemente la temperatura de funcionamiento del motor.

El efecto de ahorro de energía es significativo y se mejora la eficiencia general. A continuación, realizamos un análisis de rendimiento específico distinguiendo tipos de motores y materias primas de motores:

1) En términos de tipos de motores

Seleccionamos motores síncronos de imán permanente para compararlos con otros motores tradicionales, entre los cuales los motores de reluctancia conmutada, los motores de reluctancia síncronos y los motores de imán permanente son todos motores síncronos. Combinado con los indicadores, dado que los motores de imanes permanentes no requieren escobillas ni corrientes de excitación, tienen mayor eficiencia y densidad de potencia que los motores tradicionales. En términos de capacidad de sobrecarga, a excepción de los motores de corriente continua, que son relativamente bajos, los otros tipos no son muy diferentes. La eficiencia y el factor de potencia de los motores de imanes permanentes son las prestaciones más destacadas, con una eficiencia del 85-97%. Aunque los motores pequeños normalmente pueden alcanzar más del 80%, los motores de imanes permanentes tienen ventajas obvias en comparación con la eficiencia del 40-60% de los motores asíncronos. En términos de factor de potencia, puede alcanzar más de 0,95, lo que indica que la proporción del componente de corriente activa de los motores de imanes permanentes en la corriente total es mayor que la de otros tipos, y la tasa de utilización de energía es mayor.

2)Según las materias primas del motor.

Según la fuerza magnética y la etapa de desarrollo de los materiales de imán permanente utilizados en el motor, los motores de imán permanente se pueden dividir en tres categorías: metal, ferrita y tierras raras. Entre ellos, los motores de imanes permanentes de ferrita y tierras raras son los más utilizados actualmente.

En comparación con los motores tradicionales, los motores de imanes permanentes de tierras raras tienen una estructura más simple y una menor tasa de fallas. El uso de imanes permanentes de tierras raras puede aumentar la densidad magnética del entrehierro, aumentar al máximo la velocidad del motor y mejorar la relación potencia-peso. El campo de aplicación es relativamente amplio. La única desventaja de los motores de imanes permanentes es su elevado coste. Tomando como ejemplo el precio de los motores de imanes permanentes de tierras raras, suele ser más de 2,5 veces mayor que el de los motores tradicionales.

1.1.2 Lado de la política

Las políticas también desempeñan un papel importante en la promoción del desarrollo de motores de imanes permanentes.

1) La industria de los imanes permanentes está experimentando un rápido desarrollo impulsado por políticas.

Como materia prima principal de los motores de imanes permanentes, la mejora de la tecnología y la popularidad de los imanes permanentes tiene un impacto importante en el desarrollo de los motores de imanes permanentes. En los últimos años, el gobierno ha tomado medidas relevantes en términos de apoyo a la industria, estímulo político y formulación de estándares para promover activamente la aplicación generalizada de materiales magnéticos permanentes y promover el desarrollo y expansión de motores magnéticos permanentes.

2) Estimular el potencial de crecimiento bajo la demanda de conservación de energía y reducción de emisiones.

Con el creciente énfasis de China en la conservación de energía y la protección del medio ambiente, el saludable desarrollo de los motores de imanes permanentes ha marcado el comienzo de oportunidades de crecimiento. Desde el establecimiento de la nueva norma nacional en 2020, China ya no produce motores por debajo del estándar internacional IE3 y se ve obligada a utilizar productos más eficientes. Además, el “Plan de mejora de la eficiencia energética” publicado en 2021 y 2022 propuso que en 2023, la producción anual de motores de alta eficiencia que ahorran energía será de 170 millones de kilovatios, y la proporción de motores de alta eficiencia que ahorran energía en servicio superará el 20%; En 2025, la proporción de nuevos motores de alta eficiencia y ahorro de energía superará el 70%. Calculado en una proporción de 1 kilovatio-hora: 0,33 kilogramos, equivale a ahorrar 15 millones de toneladas de carbón estándar y reducir las emisiones de dióxido de carbono en 28 millones de toneladas por año, lo que se espera que impulse los motores de imanes permanentes hacia una era de rápido crecimiento. .

2.Análisis de la cadena industrial de motores de imanes permanentes

Si observamos las fases iniciales de toda la cadena industrial, encontraremos que las principales materias primas necesarias para la producción de motores de imanes permanentes incluyen diversos materiales magnéticos (como imanes de neodimio, hierro y boro, ferritas magnéticas permanentes, cobalto de samario, cobalto de níquel y aluminio, etc. .), cobre, acero, materiales aislantes y aluminio, entre los cuales los materiales magnéticos de alta eficiencia son el núcleo de la fabricación de motores de imanes permanentes de alto rendimiento. Para el downstream de la industria de motores de imanes permanentes, se trata principalmente de varios campos de aplicaciones finales, incluida la energía eólica, vehículos de nueva energía, aeroespacial, industria textil, tratamiento de agua, etc. Con la mejora continua de la industria manufacturera downstream, el crecimiento de la demanda Se espera que en el mercado de aplicaciones de terminales promueva aún más la producción a gran escala de motores de imanes permanentes.

2.1 Upstream: Los materiales magnéticos de alta calidad contribuyen al costo y representan más del 25%

Los materiales representan más de la mitad del coste total, entre los que los materiales magnéticos desempeñan un papel decisivo en la eficiencia del motor. Las materias primas ascendentes de los motores de imanes permanentes incluyen principalmente materiales magnéticos (como imanes de neodimio, hierro y boro, ferritas de imanes permanentes, samario, cobalto, aluminio, níquel y cobalto, etc.), láminas de acero al silicio, cobre, acero, aluminio, etc. Las láminas de acero al silicio y el cobre son la parte principal del costo de la materia prima y representan más del 50% del costo. Aunque según la estructura de costos de los motores tradicionales, los costos iniciales de compra, instalación y mantenimiento del motor solo representan el 2,70% de todo el ciclo de vida del motor, debido a factores como el precio del producto, la competitividad y la popularidad del mercado, los fabricantes de motores Preste mucha atención a las materias primas.

1) Materiales magnéticos:Los imanes de tierras raras tienen excelentes propiedades magnéticas y son muy adecuados para aplicaciones de alto rendimiento y alta potencia. Los imanes de NdFeB y cobalto son importantes aplicaciones de tierras raras en materiales de imanes permanentes. Debido a las ricas reservas de tierras raras de China, la producción de NdFeB representa alrededor del 90% del total mundial. Desde 2008, la producción de motores de imanes permanentes de China ha aumentado rápidamente, convirtiéndose gradualmente en el principal productor del mundo, y la demanda de materias primas de NdFeB se ha duplicado entre 2008 y 2020. Debido a la particularidad de los recursos de tierras raras, la producción y el procesamiento de NdFeB son relativamente complicado, por lo que el precio de los motores de imanes permanentes es más alto que el de los motores tradicionales. Los materiales magnéticos suelen representar alrededor del 30% del coste total.

2) Hoja de acero al silicio:Se utiliza principalmente para formar la parte central del motor de imán permanente. Debido al complejo proceso de preparación, su coste es relativamente elevado. La chapa de acero al silicio representa aproximadamente el 20% del coste total.

3) Cobre:Se utiliza principalmente como material conductor de motores de imanes permanentes y representa aproximadamente el 15% del costo total.

4) Acero:Se utiliza principalmente para fabricar la estructura y el material de la carcasa de motores de imanes permanentes y representa aproximadamente el 10% del costo total.

5) Aluminio:Se utiliza principalmente para fabricar disipadores de calor, cubiertas finales y otros componentes de disipación de calor.

6) Costos de equipos y herramientas de fabricación:representa aproximadamente el 15% del costo total.

2.2 Downstream: Múltiples campos se están preparando para realizar esfuerzos y un enorme potencial en la industria está esperando ser aprovechado.

Los motores de imanes permanentes se han utilizado ampliamente en diversos campos y en múltiples industrias. Hasta ahora, los motores de imanes permanentes han entrado con éxito en las industrias de la automoción, los electrodomésticos, la automatización industrial y otras industrias, contribuyendo en gran medida a la innovación tecnológica y la expansión del mercado. Además, dada su importancia para el desarrollo económico, industrias como la petroquímica, el petróleo y el gas, la metalurgia y la electricidad también han comenzado a utilizar gradualmente motores de imanes permanentes. En el futuro, a medida que las tendencias de la industria se centren más en la inteligencia, la automatización y la conservación de energía, la aplicación de motores de imanes permanentes en diversos campos posteriores tendrá un enorme potencial y seguirá manteniendo un rápido impulso de desarrollo.

3.Análisis del mercado de motores de imanes permanentes

3.1 Sobre la oferta y la demanda

Impulsada por el desarrollo de nuevas energías, la demanda está creciendo rápidamente. Los fabricantes de motores de imanes permanentes de tierras raras de China se distribuyen principalmente en el este y el sur de China, que son ricos en recursos de tierras raras y tienen una sólida base industrial. Existe una fuerte demanda de motores de imanes permanentes, lo que favorece la formación de una cadena industrial completa. De 2015 a 2021, la producción de motores de imanes permanentes de tierras raras de China aumentó de 768 millones de unidades a 1.525 millones de unidades, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 12,11%, superando significativamente la tasa de crecimiento promedio de los micromotores (motores con un diámetro inferior a 160 mm o una potencia nominal inferior a 750 mW) del 3,94%.

Gracias al rápido desarrollo del nuevo campo energético, la demanda de motores de imanes permanentes en campos posteriores, como la energía eólica y los vehículos eléctricos, ha aumentado rápidamente en los últimos años. En 2021 y 2022, la demanda de China de motores de imanes permanentes de tierras raras será de 1.193 millones de unidades y 1.283 millones de unidades, respectivamente, un aumento interanual del 7,54%.

3.2 Acerca del tamaño del mercado

El mercado de motores de imanes permanentes de China está mostrando un fuerte impulso de crecimiento y la promoción de campos transformadores ha estimulado el potencial del mercado. En los últimos años, el mercado mundial de motores de imanes permanentes ha mantenido un crecimiento constante y ha mostrado una tendencia de desarrollo optimista. En 2022, el tamaño del mercado alcanzó los 48.580 millones de dólares, un aumento interanual del 7,96%. Se estima que para 2027, el mercado mundial de motores de imanes permanentes alcanzará los 71.220 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 7,95%. Impulsado por campos downstream como vehículos de nueva energía, acondicionadores de aire de frecuencia variable y energía eólica, el mercado de motores de imanes permanentes de China está mostrando una tendencia de rápido crecimiento. En la actualidad, los productos con un rango de potencia de 25 a 100 KW dominan el mercado.

El mercado sigue creciendo de manera constante y China está liderando el desarrollo de esta industria. Con la mejora del rendimiento del material de imanes permanentes y el avance de la tecnología de motores, el mercado mundial de motores de imanes permanentes mantendrá un crecimiento constante. China seguirá manteniendo su liderazgo en el mercado. En el futuro, la integración del delta del río Yangtze, el desarrollo de la región occidental, las mejoras en el consumo y la promoción de políticas proporcionarán un fuerte impulso para la aplicación a gran escala de motores de imanes permanentes en el mercado chino.

4. Panorama de la competencia global de los motores de imanes permanentes

En el desarrollo de motores de imanes permanentes en todo el mundo, China, Alemania y Japón se han convertido en líderes en motores de imanes permanentes innovadores, de precisión y de alta gama con sus años de experiencia en fabricación y tecnologías clave.

China se ha convertido en una base importante para la industria mundial de motores de imanes permanentes y su competitividad está aumentando.

En términos de distribución regional, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Hunan y Anhui se han convertido en bases importantes para la industria de motores de imanes permanentes de China, ocupando una cuota de mercado considerable.

En el futuro, la industria mundial de motores de imanes permanentes marcará el comienzo de una competencia más intensa, y China, como mercado más dinámico y potencial del mundo, desempeñará un papel importante en este proceso.

5.Introducción al motor de imán permanente Anhui Mingteng

Anhui Mingteng Maquinaria magnética permanente y equipos eléctricos Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se estableció el 18 de octubre de 2007 con un capital registrado de 144 millones de RMB. Está ubicado en la zona de desarrollo económico de Shuangfeng, ciudad de Hefei, provincia de Anhui. Es una empresa moderna de alta tecnología que integra investigación y desarrollo, fabricación, ventas y servicios de motores de imanes permanentes.

La empresa siempre se ha centrado en la investigación y el desarrollo de productos. Cuenta con un equipo profesional de investigación y desarrollo de motores de imán permanente de más de 40 personas y ha establecido relaciones de cooperación a largo plazo con universidades, instituciones de investigación y grandes empresas estatales. El equipo de I+D adopta la teoría moderna del diseño de motores y la tecnología avanzada de diseño de motores. Después de más de diez años de acumulación técnica, ha desarrollado cerca de 2000 especificaciones de motores de imanes permanentes, como series convencionales, de frecuencia variable, a prueba de explosiones, de frecuencia variable a prueba de explosiones, de accionamiento directo y de accionamiento directo a prueba de explosiones. Comprende completamente los requisitos técnicos de diversos equipos de accionamiento en diversas industrias y domina una gran cantidad de datos de primera mano sobre diseño, fabricación, pruebas y uso.

Los motores de imanes permanentes de alto y bajo voltaje de Mingteng han sido operados con éxito en múltiples cargas, como ventiladores, bombas de agua, cintas transportadoras, molinos de bolas, mezcladores, trituradoras, raspadores, bombas de aceite, máquinas de hilar, etc. en diferentes campos como minería, acero. , y electricidad, logrando buenos efectos de ahorro de energía y ganando gran reconocimiento.

Mingteng siempre ha insistido en la innovación independiente, adhiriéndose a la política corporativa de "productos de primera clase, gestión de primera clase, servicios de primera clase y marcas de primera clase", adaptando soluciones generales de ahorro de energía de sistemas de motores de imanes permanentes inteligentes para los usuarios. , creando un equipo de innovación de aplicaciones e I+D de motores de imanes permanentes con influencia china, y esforzándose por convertirse en el líder y creador de estándares en la industria de motores de imanes permanentes de tierras raras de China.

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