Odată cu îmbunătățirea automatizării industriale globale, a inteligenței și a standardelor de viață ale oamenilor, aplicarea motoarelor în domenii precum automobile, electrocasnice, sisteme audio și video electronice, echipamente de procesare a informațiilor și automatizare industrială va deveni din ce în ce mai răspândită.
Conform statisticilor, numărul mediu de motoare electrice deținute de fiecare gospodărie în țările dezvoltate este de 80 până la 130 de bucăți, în timp ce numărul mediu de motoare electrice deținute de gospodăriile din orașele mari din China este de aproximativ 20 până la 40 de bucăți, ceea ce este încă mult sub nivelul mediu din țările dezvoltate. Prin urmare, există încă mult loc pentru dezvoltare în industria autohtonă a motoarelor electrice.
Comparativ cu motoarele cu o istorie de peste 200 de ani,Motoare BLDCsunt de fapt relativ noi, cu o istorie de peste 50 de ani de la dezvoltarea lor. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea tehnologiei semiconductorilor și popularizarea componentelor MCU și driver, costul total alMotoare BLDCa fost redus considerabil. Prin urmare, în ultimii ani,Motoare BLDCs-au dezvoltat, iar rata lor generală de creștere este, de asemenea, mai mare decât cea a motoarelor.
Figura 1: Predicția dimensiunii pieței motoarelor BLDC
Se așteaptă ca rata anuală compusă de creștere aMotoare BLDCva fi în jur de 6,5% în următorii ani. Conform statisticilor, dimensiunea pieței BLDC în 2019 a fost de aproximativ 16,3 miliarde de dolari și se așteaptă să ajungă la aproximativ 22,44 miliarde de dolari până în 2024.
Care este dimensiunea pieței? Care sunt aplicațiile specifice?
Piața aplicațiilor auto
Odată cu apariția vehiculelor bazate pe noi energii, penetrarea conducerii inteligente și aplicarea pilot a conceptului „Vehicle-to-everything”, tendința de electronizare a automobilelor devine din ce în ce mai evidentă.
În mașinile viitorului, pe lângă motoarele electrice, sistemele de servodirecție electrică, sistemele electronice de suspensie, sistemele de control al stabilității, sistemele de pilot automat, ABS-ul și sistemele caroseriei (cum ar fi geamurile, încuietorile ușilor, scaunele, oglinzile retrovizoare, ștergătoarele, trapa etc.) vor fi toate utilizate intens cu motoare electrice.
În general, vehiculele economice vor fi echipate cu aproximativ 10 motoare, mașinile obișnuite vor fi echipate cu 20 până la 30 de motoare, mașinile de lux vor fi echipate cu 60 până la 70 sau chiar sute de motoare, în timp ce vehiculele cu energie nouă necesită, în general, între 130 și 200 de motoare.
Figura 2: Numărul de motoare utilizate în mașini
Odată cu atenția tot mai mare acordată performanței automobilelor, în special cerințelor de confort, siguranță, economie de combustibil și protecție a mediului, numărul dispozitivelor electronice de control și al echipamentelor electrice din automobile a crescut în mod corespunzător. Utilizarea diverselor dispozitive electrice a dus la o creștere a numărului de echipamente motorizate din automobile.
Vehiculele cu energie nouă au reprezentat o tendință de dezvoltare în ultimii ani, iar politicile globale promovează simultan dezvoltarea vehiculelor cu energie nouă. Țările dezvoltate precum Europa și America își conturează activ piața vehiculelor cu energie nouă, promovează dezvoltarea vehiculelor cu energie nouă prin diverse politici și legi privind subvențiile și preferențialele și promovează transformarea de la vehiculele tradiționale pe combustibil la vehicule electrice.
După iulie 2019, în China, din cauza scăderii accentuate a subvențiilor, rata de creștere a scăzut. Cu toate acestea, odată cu introducerea continuă a noilor modele energetice de către marile companii auto în 2020, în special lansarea modelelor TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 și alte modele, se așteaptă ca industria să treacă de la un model bazat pe subvenții la unul bazat pe cerere, intrând în a doua perioadă de creștere rapidă.
5G
Anul 2020 a fost un an crucial pentru dezvoltarea 5G în China. Deși a existat o întârziere în construcția 5G în primul trimestru din cauza impactului epidemiei, China Mobile a declarat că obiectivul său de a ajunge la 300.000 de stații de bază 5G până la sfârșitul anului 2020 rămâne neschimbat. China Telecom și China Unicom se vor strădui, de asemenea, să finalizeze construcția a 250.000 de noi stații de bază 5G în al treilea trimestru pentru a recupera impactul epidemiei. Pe lângă cele 50.000 de stații de bază planificate de Radiodifuziunea și Televiziunea Chineză, China va construi 600.000 de stații de bază în acest an.
Figura 3: Numărul de stații de bază 5G planificate a fi construite de cei patru operatori majori în 2020
În stațiile de bază 5G, există, de asemenea, multe locuri unde sunt necesare motoare, în primul rând, antena stației de bază. În prezent, antena stației de bază 5G este echipată cu produse de motor de control care conțin componente ale cutiei de viteze, inclusiv două opțiuni: motor pas cu pas și motor fără perii. Fiecare antenă reglabilă electric este echipată cu un motor de control cu o cutie de viteze.
În general, o stație de bază de comunicații obișnuită trebuie să fie echipată cu aproximativ 3 antene, o stație de bază 4G trebuie să fie echipată cu 4 până la 6 antene, iar numărul de stații de bază și antene 5G va crește în continuare.
Pe lângă antena stației de bază, sistemul de răcire din stația de bază necesită și produse cu motor. Cum ar fi ventilatorul computerului, compresorul de aer condiționat etc.
Drone/Drone subacvatice
Dronele sunt populare de câțiva ani, dar nu toate dronele folosesc motoare fără perii. În zilele noastre, multe drone trec la motoare fără perii pentru a obține o carcasă mai lungă, mai ușoară și o rezistență mai mare.
Conform raportului Droneii, piața globală a dronelor a fost de 14,1 miliarde de dolari în 2018 și se așteaptă ca până în 2024 să ajungă la 43,1 miliarde de dolari, regiunile cu cea mai rapidă creștere fiind Asia și America de Nord. Rata compusă de creștere este de 20,5.
Conform „Sistemului de informații privind înregistrarea misiunilor dronelor civile” al Administrației Aviației Civile, la sfârșitul anului 2018, existau 285.000 de drone înregistrate în China. Până la sfârșitul anului 2019, existau peste 392.000 de drone înregistrate și 1,25 milioane de ore de zbor comercial cu drone.
În special în timpul epidemiei de la începutul acestui an, dronele au jucat un rol semnificativ, cum ar fi transportul între spitale și centrele de control al bolilor, implementarea transportului automat de medicamente și probe de urgență pentru prevenirea și controlul epidemiilor; deplasarea în cerc pe autostrăzi, înlocuind lucrările manuale de comandă aeriană; dezinfectarea artefactelor avatar, prevenirea completă a epidemiilor, dezinfecția și sterilizarea în zonele rurale și chiar în zonele urbane din întreaga țară; transformarea în experți în propagandă, strigând sloganuri și convingând oamenii să stea acasă și așa mai departe.
Din cauza impactului epidemiei, livrarea fără contact a fost din nou pusă în prim-plan. În China, Administrația Aviației Civile din China a lansat anul trecut un serviciu pilot de logistică și distribuție cu drone. Din cauza impactului epidemiei, ritmul progresului în China ar trebui să se accelereze; în străinătate, gigantul logistic UPS și producătorul german de drone Wingcopter și-au unit forțele pentru a introduce noul dron VTOL în industria transportului de mărfuri, pentru transportul de colete.
Există și o dronă subacvatică cu care nu suntem foarte familiarizați și pe care începem încetul cu încetul să o măsurăm. Îmi amintesc de compania de drone subacvatice pe care am intervievat-o în 2017, care se întâmpla să fie în producție de masă și livrase doar sute de unități prin crowdfunding. Acum, volumul anual al livrărilor este de zeci de mii de unități.
Scuter electric/vehicul electric
Trotineta electrică nu numai că păstrează experiența originală de condus, dar oferă și energie auxiliară inteligentă. Este un instrument de transport care se situează între biciclete și vehiculele electrice tradiționale. Trotinetele electrice oferă în principal asistență electrică corespunzătoare bazată pe semnalele de condus prin senzori, reducând efortul bicicliștilor și facilitând mersul pentru utilizatori. Comparativ cu bicicletele, trotinetele electrice au motoare, baterii, senzori, controlere, instrumente etc. adăugate, făcând experiența de condus mai diversă. Comparativ cu vehiculele electrice tradiționale, trotinetele electrice nu controlează viteza vehiculului prin rotirea mâinii, ci prin captarea semnalului de condus prin intermediul senzorilor, astfel încât să înțeleagă intenția de condus a ciclistului, să ofere asistență electrică corespunzătoare și să facă mersul mai inteligent.
Figura 4: Comparație între biciclete, trotinete electrice și vehicule electrice tradiționale
Prețul de vânzare al trotinetelor electrice în China variază între 2000 și 10.000 de yuani. Trotinetele electrice europene cu butuc de roată au prețuri între 500 și 1700 de euro, în timp ce trotinetele electrice cu montare intermediară au prețuri între 2300 și 3300 de euro. Prețul trotinetelor electrice este mult mai mare decât cel al bicicletelor și vehiculelor electrice.
Motorul este componenta principală a sistemului electric al scuterului electric. Datorită miniaturizării, greutății reduse, eficienței operaționale și fiabilității aspectului scuterelor electrice, performanța acestora este determinată direct. Prin urmare, companiile producătoare de motoare trebuie, în general, să personalizeze dezvoltarea motoarelor în funcție de nevoile scuterelor electrice. Motoarele electrice reprezintă între 10% și 30% din costul scuterelor electrice.
Există o cerere puternică pentru trotinete electrice în Europa. Conform datelor de la Asociația Industriei Europene a Bicicletelor, din 2006 până în 2018, vânzările de trotinete electrice pe piața europeană au crescut de la 98.000 de unități la 2,5 milioane de unități. Rata anuală compusă de creștere a ajuns la 31%.
Piața japoneză este, de asemenea, în continuă creștere. Japonia a fost prima țară care a dezvoltat, produs și vândut trotinete electrice. În anii 1980, a dezvoltat cu succes prima generație de trotinete electrice. Cu toate acestea, din cauza terenului deluros al Japoniei, a drumurilor accidentate și a îmbătrânirii severe, trotinetele electrice au devenit o alegere necesară.
Piața internă este la început. Există un loc considerabil pentru creștere viitoare. În prezent, companii precum Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed și Eternal au început să încerce să promoveze trotinetele electrice în China.
Robot industrial
Roboții industriali reprezintă în principal o piață de substituție în China, iar spațiul lor este destul de vast. Deși China este cea mai mare piață de aplicații pentru roboți industriali din lume, în domeniul roboților industriali, producătorii renumiți din lume sunt concentrați în principal în țări dezvoltate, reprezentate de Statele Unite, Japonia, Germania etc., cum ar fi ABB în Suedia, FANUC în Japonia, Yaskawa Electric Corporation și patru familii reprezentate de Kuka în Germania.
Figura 5: Vânzări de roboți industriali. (Sursa datelor: Federația Internațională de Robotică)
Conform datelor de la Federația Internațională de Robotică, vânzările globale de roboți industriali în 2018 au fost de 422.000 de unități, dintre care 154.000 de unități au fost vândute în China, reprezentând 36,5%. În plus, conform datelor de la Biroul Național de Statistică, producția de roboți industriali în China crește treptat, de la aproximativ 33.000 de seturi în 2015 la 187.000 de seturi în 2018. Ritmul de creștere este rapid.
Mai mult, în ultimii ani, odată cu introducerea continuă a sprijinului industrial din partea guvernului și cu progresul continuu al întreprinderilor autohtone, rata de localizare a roboților industriali autohtoni a crescut continuu. În prima jumătate a anului 2018, proporția vânzărilor de corpuri de roboți pe piața internă a crescut de la 19,42% în 2015 la 28,48%. În același timp, vânzările totale de roboți industriali din China au menținut, de asemenea, creșterea.
Ventilator
Ventilatoarele includ: ventilatoare, hote, uscătoare de păr, ventilatoare tip perdea, ventilatoare HVAC etc. Principalii producători din aval includ Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss și așa mai departe.
Din perspectiva ventilatoarelor de uz casnic, aceasta este o piață foarte mare, iar producția de ventilatoare de uz casnic în China este foarte mare. Conform datelor de la Biroul Național de Statistică, în 2018, producția de ventilatoare de uz casnic în China a fost de 180 de milioane de unități. Nu au existat date pentru decembrie 2017, dar datele pentru 11 luni au fost de 160 de milioane de unități. În 2016, a fost de 160 de milioane de unități, iar se estimează că au fost în jur de 190 de milioane de unități în 2019.
Figura 6: Producția de ventilatoare de uz casnic în China. (Sursa datelor: Biroul Național de Statistică)
În prezent, principalii producători de electrocasnice mici din China, cum ar fi Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett etc., au practic produse cu motoare fără perii pe piață. Printre aceștia, Emmett are cea mai mare cantitate, iar Xiaomi are cel mai mic cost.
Odată cu intrarea producătorilor transfrontalieri precum Xiaomi, rata de conversie a motoarelor fără perii în domeniul ventilatoarelor de uz casnic a început să se accelereze. Acum, în domeniul ventilatoarelor de uz casnic, producătorii autohtoni de motoare fără perii își au locul.
Pe lângă ventilatoarele de uz casnic, există și ventilatoare pentru computere. De fapt, ventilatoarele termice pentru echipamente au început să treacă la motoare fără perii cu mulți ani în urmă. Există o întreprindere de referință în acest domeniu, și anume Ebm-papst, ale cărei produse de ventilatoare și motoare sunt utilizate pe scară largă în multe industrii, cum ar fi ventilația, aerul condiționat, refrigerarea, electrocasnicele, încălzirea și industria automobilelor.
În prezent, multe companii din China produc ventilatoare de calculator fără perii similare cu EBM și au ocupat multe piețe EBM.
Mai ales odată cu creșterea numărului de stații de încărcare la nivel național, producătorii autohtoni ar trebui să aibă oportunități deosebite. Acum, țara a inclus și stațiile de încărcare în proiectul „Noua Infrastructură”, care ar trebui să aibă o dezvoltare mai mare în acest an.
Există, de asemenea, ventilatoare de răcire pentru congelatoare. Datorită influenței standardelor industriale și a standardelor naționale de eficiență energetică, ventilatoarele de răcire pentru congelatoare au început să treacă la motoare BLDC, iar viteza de conversie este relativ rapidă, rezultând un număr relativ mare de produse. Se așteaptă ca 60% din mașinile de răcire pentru congelatoare să fie înlocuite cu motoare cu frecvență variabilă până în 2022. În prezent, producătorii interni de mașini de răcire pentru congelatoare sunt concentrați în principal în regiunile Deltei Fluviului Yangtze și Deltei Fluviului Pearl.
În ceea ce privește ventilatoarele, există și hote, care sunt o componentă importantă a electrocasnicelor de bucătărie. Cu toate acestea, din motive de cost, rata de conversie fără perii a hotei nu este încă ridicată. În prezent, schema de conversie a frecvenței este de aproximativ 150 de yuani, dar schemele cu motoare fără perii pot fi finalizate în limita a o sută de yuani, iar cele ieftine pot costa chiar și în jur de 30 de yuani.
Multe ventilatoare și purificatoare de aer noi folosesc, de asemenea, soluții cu motoare fără perii. În prezent, produsele mici de pe piață folosesc, în general, motoare cu rotor extern de la Nedic, în timp ce purificatoarele de aer mari folosesc, în general, ventilatoare EBM.
În plus, există un ventilator de circulație a aerului care este în producție de doi ani, iar valoarea sa actuală este relativ mare. În general, produsul finit costă 781 de unități, existând și câteva produse mai scumpe, cu prețuri cuprinse între 2000 și 3000 de unități.
Compresor
Deoarece viteza compresorului frigiderului determină temperatura din interiorul frigiderului, viteza compresorului frigiderului cu frecvență variabilă poate fi modificată în funcție de temperatură, permițând frigiderului să facă ajustări în funcție de situația actuală a temperaturii și să mențină mai bine o temperatură constantă în interiorul frigiderului. În acest fel, efectul de conservare a alimentelor va fi mai bun. Majoritatea compresoarelor frigider cu frecvență variabilă aleg motoare BLDC, ceea ce duce la o eficiență mai mare, zgomot mai redus și o durată de viață mai lungă în timpul funcționării.
Figura 7: Vânzările de frigidere și frigidere cu frecvență variabilă în China. (Sursa datelor: Biroul Național de Statistică)
Acest domeniu era dominat anterior de produse de la producători japonezi, coreeni și taiwanezi, dar după 2010, producătorii autohtoni au început rapid să se dezvolte. Se spune că un producător din Shanghai are un volum anual de livrări de aproape 30 de milioane de unități.
Odată cu progresul producătorilor autohtoni de semiconductori, fie că este vorba de producătorii de MCU master, de driverele de porți pre-drive sau de MOSFET-urile de putere, producătorii autohtoni pot oferi practic...
De asemenea, există compresorul de aer condiționat. În prezent, aerul condiționat cu frecvență variabilă este larg acceptat, iar aerul condiționat cu frecvență variabilă a devenit o tendință. Producția de aparate de aer condiționat în China este, de asemenea, destul de mare. Potrivit Biroului Național de Statistică, producția de motoare de aer condiționat în 2018 a fost de 360 de milioane de unități, iar producția de motoare BLDC pentru aer condiționat a fost de aproximativ 96 de milioane de unități. Mai mult, producția de motoare BLDC pentru aer condiționat crește practic în fiecare an.
Scule electrice
Sculele electrice sunt printre cele mai utilizate produse hardware și electromecanice. Datorită structurii lor ușoare, portabilității convenabile, eficienței ridicate de producție și consumului redus de energie, sunt utilizate pe scară largă în procesele de găurire, tăiere și șlefuire în diverse industrii de aplicare, cum ar fi construcțiile, decorațiunile, prelucrarea lemnului, prelucrarea metalelor și alte industrii prelucrătoare.
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei și acceptarea treptată a conceptului de „do-it-yourself”, gama de aplicații a sculelor electrice se extinde constant. Multe operațiuni manuale tradiționale cu sculele încep să fie înlocuite de scule electrice, iar sculele electrice se extind și ele de la aplicații industriale la viața de familie. Cererea de scule electrice crește de la an la an.
Sculele electrice fără perii au apărut de fapt cu mult timp în urmă. În 2010, unele mărci străine au introdus scule electrice care foloseau motoare fără perii. Odată cu maturizarea tehnologiei bateriilor litiu-ion, prețurile devin mai accesibile, iar dimensiunea sculelor portabile crește de la an la an. Acum pot fi împărțite în mod egal cu sculele plug-in.
Conform statisticilor, cheile electrice de uz casnic au fost practic fără perii, în timp ce burghiele electrice, uneltele de înaltă tensiune și uneltele de grădină nu au fost încă complet fără perii, dar sunt și ele în curs de conversie.
Acest lucru se datorează în principal economiei de energie și eficienței ridicate a motoarelor fără perii, permițând sculelor electrice portabile să funcționeze perioade mai lungi de timp. În zilele noastre, mulți producători internaționali și autohtoni au investit multe resurse în dezvoltarea de produse, cum ar fi Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita etc.
În prezent, dezvoltarea sculelor electrice în China este, de asemenea, foarte rapidă, în special în regiunile Jiangsu și Zhejiang, unde sunt concentrați mulți producători de scule electrice. În ultimii ani, costul soluțiilor de control al motoarelor fără perii în regiunile Jiangsu și Zhejiang a scăzut rapid, iar mulți producători au lansat războaie de prețuri. Se spune că o soluție de control al motorului fără perii pentru o sculă electrică costă doar aproximativ 6 până la 7 yuani, iar unele chiar costă doar 4 până la 5 yuani.
Pompa
Pompele de apă reprezintă o industrie relativ tradițională, cu o mare varietate de tipuri și soluții. Chiar și pentru plăci de acționare cu aceeași putere, există în prezent diverse tipuri disponibile pe piață, cu prețuri cuprinse între mai puțin de doi yuani și între patruzeci și cincizeci de yuani.
În aplicațiile pompelor de apă, motoarele asincrone trifazate sunt utilizate în principal pentru puteri medii și mari, în timp ce pompele bipolare de curent alternativ sunt utilizate în principal pentru pompe de apă mici și micro. Actuala renovare a încălzirii din nord este o bună oportunitate pentru inovarea tehnologică în soluțiile de pompare.
Chiar și doar dintr-o perspectivă tehnică, motoarele fără perii sunt mai potrivite pentru aplicații în domeniul pompelor, deoarece prezintă anumite avantaje în ceea ce privește volumul, densitatea de putere și chiar costul.
Îngrijire medicală personală
În ceea ce privește îngrijirea personală a sănătății, există două produse reprezentative, unul este popularul produs de internet de la Dyson, conducta de aer, iar celălalt este pistolul de fascie.
De când Dyson a lansat produsul pentru conducte de vânt folosind motoare digitale de mare viteză, acesta a impulsionat întreaga piață a conductelor de vânt.
Conform introducerii lui Qian Zhicun de la Jingfeng Mingyuan în trecut, există în prezent trei direcții principale pentru schemele de tuneluri aerodinamice interne: una se bazează pe Dyson ca referință, utilizând o schemă de motor fără perii de mare viteză, cu o viteză generală de aproximativ 100.000 de rotații pe minut, cea mai mare fiind de 160.000 de rotații pe minut; a doua opțiune este înlocuirea motorului U, care are o viteză similară cu cea a motorului U, dar prezintă avantajele greutății reduse și a presiunii ridicate a aerului; a treia este schema de înaltă tensiune cu rotor extern, motorul imitând în principal schema lui Nedic.
În prezent, produsele de imitație autohtone nu sunt doar copiate în trecut, ci au reușit practic să evite brevetele și să adauge anumite inovații.
Volumul livrărilor de pistoale fasciale a început să crească în ultimii ani. Se spune că antrenorii de sală și pasionații de sport sunt acum echipați cu pistoale fasciale. Pistolul fascial utilizează principiile mecanice ale vibrațiilor pentru a transmite vibrațiile către mușchii fasciale profunzi, obținând efectul de relaxare a fasciei și reducere a tensiunii musculare. Unii oameni folosesc pistolul fascial ca instrument de relaxare după exerciții fizice.
Totuși, apa din pistolul de fascia este acum foarte adâncă. Deși aspectul pare similar, prețurile variază de la peste 100 de yuani la peste 3000 de yuani. Prețul de piață al plăcii de acționare a motorului BLDC utilizată în pistolul de fascia a scăzut acum la 8,00 yuani și a apărut chiar și o placă de acționare de control de aproximativ 6 yuani. Prețul pistolului de fascia a scăzut rapid.
Se spune că un producător de automobile era pe cale să dea faliment, dar cu ajutorul unui produs de tip armă fascială, acesta a revenit imediat la viață. Și era destul de hrănitor.
Desigur, pe lângă aceste două produse, există și o tendință către motoare fără perii în produse precum aparatele de ras pentru băieți și aparatele de înfrumusețare pentru fete.
Concluzie
Per total, motoarele BLDC sunt încă în stadii incipiente, iar aplicațiile lor sunt acum înfloritoare. Pe lângă cele pe care le-am menționat aici, există și multe altele, cum ar fi roboții de service, AGV-urile, roboții de măturat, întrerupătoarele de perete, friteuzele, mașinile de spălat vase și așa mai departe. De fapt, există multe domenii din viața noastră în care folosim motoare electrice și există încă multe aplicații care așteaptă să fie explorate în viitor.
Data publicării: 15 iulie 2023
