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

Existen muchos tipos, con formas y tamaños flexibles. Según su función, los motores de imanes permanentes se pueden dividir 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, de CC y paso a paso.

1)Motor síncrono de imán permanente:

La estructura y el principio de funcionamiento del estator son similares a los de los motores asíncronos de CA tradicionales. Gracias 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. Se utiliza ampliamente en automatización industrial, máquinas herramienta, impresión, textiles, medicina y otros sectores.

2)Motor de CC de imán permanente:

El principio de funcionamiento y la estructura son similares a los de los motores de CC tradicionales. Según los diferentes métodos de conmutación, se pueden clasificar en motores con escobillas (conmutación mecánica) y sin escobillas (conmutación electrónica). Se utilizan ampliamente 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. Ofrece alta precisión, rápida respuesta y ahorro de energía, y se utiliza ampliamente en instrumentos de precisión, líneas de producción automatizadas, equipos médicos y otros campos.

1.1 Factores impulsores

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 dependen de una fuente de alimentación externa para generar fuerza electromotriz para el generador, proporcionar la potencia inicial y luego depender de su propia tensión de salida para funcionar. El principio de funcionamiento de los motores de imanes permanentes es relativamente sencillo 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 en el estator; 2) Sin pérdida en el cobre del rotor; 3) Sin pérdida en el hierro del rotor; 4) Baja fricción del viento. Sin embargo, cabe destacar que un componente clave de los motores de imanes permanentes es que el acero magnético no es resistente a altas temperaturas constantes. Para evitar que el rendimiento del motor se reduzca o se deteriore debido a la desmagnetización, es necesario controlar razonablemente su temperatura de trabajo.

El ahorro de energía es significativo y se mejora la eficiencia general. A continuación, realizamos un análisis de rendimiento específico diferenciando los tipos de motor y sus materias primas:

1) En términos de tipos de motores

Seleccionamos motores síncronos de imanes permanentes para compararlos con otros motores tradicionales, entre los cuales los motores de reluctancia conmutada, los motores de reluctancia síncronos y los motores de imanes permanentes 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 CC, 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 los rendimientos más sobresalientes, con una eficiencia del 85-97%. Aunque los motores pequeños generalmente 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, estos se dividen en tres categorías: metal, ferrita y tierras raras. Entre ellos, los motores de imán permanente de ferrita y tierras raras son los más utilizados actualmente.

En comparación con los motores tradicionales, los motores de imanes permanentes de tierras raras presentan una estructura más sencilla y una menor tasa de fallos. El uso de imanes permanentes de tierras raras permite aumentar la densidad magnética del entrehierro, optimizar la velocidad del motor y mejorar la relación potencia-peso. Su campo de aplicación es relativamente amplio. La única desventaja de los motores de imanes permanentes es su elevado coste. Por ejemplo, el precio de los motores de imanes permanentes de tierras raras suele ser más de 2,5 veces superior al de los motores tradicionales.

1.1.2 Aspectos de la política

Las políticas también juegan 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 las políticas.

Como materia prima principal de los motores de imanes permanentes, la mejora tecnológica y la popularidad de estos tienen un impacto importante en su desarrollo. En los últimos años, el gobierno ha adoptado medidas relevantes en materia de apoyo a la industria, estímulos políticos y formulación de normas para promover activamente la aplicación generalizada de materiales de imanes permanentes y fomentar el desarrollo y la expansión de estos motores.

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 desarrollo sostenible de los motores de imanes permanentes ha generado oportunidades de crecimiento. Desde la introducción de la nueva norma nacional en 2020, China ya no produce motores que no cumplan con la norma 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, para 2023, la producción anual de motores de alta eficiencia y ahorro de energía alcanzara los 170 millones de kilovatios, y que la proporción de motores de alta eficiencia y ahorro de energía en servicio superara el 20 %; en 2025, la proporción de nuevos motores de alta eficiencia y ahorro de energía superaría el 70 %. Calculado en una proporción de 1 kilovatio-hora por 0,33 kilogramos, esto equivale a ahorrar 15 millones de toneladas de carbón estándar y a reducir las emisiones de dióxido de carbono en 28 millones de toneladas al año, lo que se espera que impulse el rápido crecimiento de los motores de imanes permanentes.

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

Al observar la cadena industrial en su conjunto, 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, samario-cobalto, aluminio-níquel-cobalto, etc.), cobre, acero, materiales aislantes y aluminio. Entre ellos, los materiales magnéticos de alta eficiencia son la base de la fabricación de motores de imanes permanentes de alto rendimiento. En la cadena de suministro de la industria de motores de imanes permanentes, se encuentran principalmente diversos campos de aplicación final, como la energía eólica, los vehículos de nueva energía, la industria aeroespacial, la industria textil y el tratamiento de aguas. Con la continua modernización de la industria manufacturera en la cadena de suministro, se espera que el crecimiento de la demanda en el mercado de aplicaciones terminales impulse aún más la producción a gran escala de motores de imanes permanentes.

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

Los materiales representan más de la mitad del costo total, entre los cuales los materiales magnéticos juegan un papel decisivo en la eficiencia del motor. Las materias primas de los motores de imán permanente incluyen principalmente materiales magnéticos (como imanes de neodimio-hierro-boro, ferritas de imán permanente, samario-cobalto, aluminio-níquel-cobalto, etc.), láminas de acero al silicio, cobre, acero, aluminio, etc. Los materiales magnéticos, las láminas de acero al silicio y el cobre constituyen la parte principal del costo de la materia prima, representando más del 50% del costo. Si bien, 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 su ciclo de vida completo, debido a factores como el precio del producto, la competitividad y la popularidad del mercado, los fabricantes de motores prestan gran atención a las materias primas.

1) Materiales magnéticos:Los imanes de tierras raras poseen excelentes propiedades magnéticas y son ideales 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. Gracias a las ricas reservas de tierras raras de China, la producción de NdFeB representa aproximadamente el 90 % del total mundial. Desde 2008, la producción china de motores de imanes permanentes ha experimentado un rápido crecimiento, convirtiéndose gradualmente en el principal productor mundial, y la demanda de materias primas de NdFeB se ha duplicado entre 2008 y 2020. Debido a las particularidades de los recursos de tierras raras, la producción y el procesamiento de NdFeB son relativamente complejos, por lo que el precio de los motores de imanes permanentes es superior al de los motores tradicionales. Los materiales magnéticos suelen representar aproximadamente el 30 % del coste total.

2) Chapa de acero al silicio:Se utiliza principalmente para formar el núcleo de motores de imán permanente. Debido a su 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 coste total.

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

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

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

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

Los motores de imanes permanentes se han utilizado ampliamente en diversos campos e industrias. Hasta la fecha, se han incorporado con éxito a la industria automotriz, de electrodomésticos, de automatización industrial y otras, contribuyendo significativamente a la innovación tecnológica y la expansión del mercado. Además, dada su importancia para el desarrollo económico, industrias como la petroquímica, la del petróleo y el gas, la metalurgia y la eléctrica también han comenzado a utilizarlos gradualmente. En el futuro, a medida que las tendencias de la industria se centren más en la inteligencia artificial, la automatización y la conservación de la energía, la aplicación de motores de imanes permanentes en diversos campos derivados tendrá un enorme potencial y mantendrá un rápido impulso de desarrollo.

3. Análisis del mercado de motores de imán permanente

3.1 Sobre la oferta y la demanda

Impulsada por el desarrollo de nuevas energías, la demanda crece rápidamente. Los fabricantes chinos de motores de imanes permanentes de tierras raras se distribuyen principalmente en el este y el sur de China, regiones ricas en recursos de tierras raras y con una sólida base industrial. La fuerte demanda de motores de imanes permanentes favorece la formación de una cadena industrial completa. Entre 2015 y 2021, la producción china de motores de imanes permanentes de tierras raras aumentó de 768 millones de unidades a 1525 millones, 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), que fue del 3,94 %.

Gracias al rápido desarrollo del nuevo campo energético, la demanda de motores de imanes permanentes en sectores como la energía eólica y los vehículos eléctricos ha aumentado rápidamente en los últimos años. En 2021 y 2022, la demanda china de motores de imanes permanentes de tierras raras alcanzará los 1193 millones y 1283 millones de unidades, respectivamente, lo que representa un aumento interanual del 7,54 %.

3.2 Acerca del tamaño del mercado

El mercado chino de motores de imanes permanentes muestra un fuerte impulso de crecimiento, y la promoción de sectores derivados ha estimulado el potencial del mercado. En los últimos años, el mercado global 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 estadounidenses, un aumento interanual del 7,96 %. Se estima que para 2027, el mercado global de motores de imanes permanentes alcanzará los 71.220 millones de dólares estadounidenses, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 7,95 %. Impulsado por sectores derivados como los vehículos de nuevas energías, los aires acondicionados de frecuencia variable y la energía eólica, el mercado chino de motores de imanes permanentes muestra una rápida tendencia de crecimiento. Actualmente, los productos con un rango de potencia de 25 a 100 kW dominan el mercado.

El mercado continúa creciendo de forma constante, y China lidera el desarrollo de esta industria. Con la mejora del rendimiento de los materiales de imanes permanentes y el avance de la tecnología de motores, el mercado mundial de motores de imanes permanentes mantendrá un crecimiento sostenido. China mantendrá su liderazgo en el mercado. En el futuro, la integración del delta del río Yangtsé, el desarrollo de la región occidental, la mejora del consumo y la promoción de políticas impulsarán con fuerza 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 de alta gama, precisión e innovadores 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 el 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 equipo eléctrico Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se fundó el 18 de octubre de 2007 con un capital registrado de 144 millones de RMB. Está ubicada en la Zona de Desarrollo Económico de Shuangfeng, ciudad de Hefei, provincia de Anhui. Es una empresa moderna de alta tecnología que integra la investigación y el desarrollo de motores de imanes permanentes, la fabricación, la venta y el servicio técnico.

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 imanes permanentes de más de 40 personas y ha establecido relaciones de cooperación a largo plazo con universidades, centros de investigación y grandes empresas estatales. El equipo de I+D adopta la teoría moderna de diseño de motores y la tecnología más avanzada. Tras más de diez años de desarrollo técnico, ha desarrollado cerca de 2000 especificaciones de motores de imanes permanentes, como las series convencionales, de frecuencia variable, a prueba de explosiones, a prueba de explosiones de frecuencia variable, de accionamiento directo y de accionamiento directo a prueba de explosiones. Comprende a la perfección 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 imán permanente de alto y bajo voltaje de Mingteng se han utilizado con éxito en múltiples cargas, como ventiladores, bombas de agua, transportadores de cinta, 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 amplio 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 del sistema de motor de imán permanente inteligente para los usuarios, construyendo un equipo de I+D y de innovación de aplicaciones de motores de imán permanente con influencia china y esforzándose por convertirse en el líder y creador de estándares en la industria de motores de imán permanente de tierras raras de China.

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