З удосконаленням глобальної промислової автоматизації, інтелекту та рівня життя людей застосування двигунів у таких галузях, як автомобілі, побутова техніка, електронне аудіо та відео, обладнання для обробки інформації та промислова автоматизація, набуде все більшого поширення.
Згідно зі статистичними даними, середня кількість електродвигунів, якими володіє кожне домогосподарство в розвинених країнах, становить від 80 до 130 шт., тоді як середня кількість електродвигунів у домогосподарствах у великих містах Китаю становить приблизно від 20 до 40 шт., що все ще набагато нижче середнього рівень у розвинених країнах. Тому у вітчизняній електромоторній промисловості ще є великий простір для розвитку.
У порівнянні з двигунами з історією понад 200 років,Двигуни BLDCнасправді відносно молоді, з історією, що налічує понад 50 років з моменту їх розвитку. Однак із розвитком напівпровідникових технологій і популяризацією мікроконтролерів і драйверів загальна вартістьДвигуни BLDCбуло значно скорочено. Тому в останні роки,Двигуни BLDCрозвинулися, і їхні загальні темпи зростання також вищі, ніж у двигунів.
Рисунок 1: Прогнозування розміру автомобільного ринку BLDC
Очікується, що зведений річний темп зростання становитьДвигуни BLDCстановитиме близько 6,5% у найближчі роки. Згідно зі статистичними даними, розмір ринку BLDC у 2019 році становив приблизно 16,3 мільярда доларів, а до 2024 року очікується, що він досягне приблизно 22,44 мільярда доларів.
Де розмір ринку? Які конкретні програми?
Ринок автомобільних додатків
З появою нових енергетичних транспортних засобів, проникненням інтелектуального водіння та пілотним застосуванням Vehicle-to-everything тенденція електронізації автомобілів стає все більш очевидною.
У майбутніх автомобілях, окрім приводних двигунів, системи електропідсилювача керма, електронні системи підвіски, системи стабілізації, системи круїз-контролю, ABS та системи кузова (такі як вікна, дверні замки, сидіння, дзеркала заднього виду, склоочисники, люк тощо). .) всі будуть інтенсивно використовуватися з електродвигунами.
Загалом економічні транспортні засоби будуть оснащені приблизно 10 двигунами, звичайні автомобілі будуть оснащені 20-30 двигунами, розкішні автомобілі будуть оснащені 60-70 або навіть сотнями двигунів, тоді як нові транспортні засоби, як правило, потребуватимуть від 130 до 200. двигуни.
Рисунок 2: Кількість двигунів, що використовуються в автомобілях
Зі збільшенням уваги до характеристик автомобілів, особливо вимог до комфорту, безпеки, економії палива та захисту навколишнього середовища, кількість електронних пристроїв керування та електричного обладнання в автомобілях відповідно збільшилася. Використання різних електричних пристроїв призвело до збільшення кількості моторного обладнання в автомобілях.
Нові транспортні засоби на енергії були тенденцією розвитку в останні роки, і глобальна політика одночасно сприяє розробці нових транспортних засобів на енергії. Розвинуті країни, такі як Європа та Америка, активно формують ринок транспортних засобів на новій енергії, сприяють розробці транспортних засобів на новій енергії через різноманітні субсидії та пільгові політики та закони, а також сприяють переходу від транспортних засобів на традиційному паливі до електромобілів.
Після липня 2019 року в Китаї через різке скорочення субсидій темпи зростання знизилися. Однак у зв’язку з постійним впровадженням нових енергетичних моделей великими автомобільними підприємствами у 2020 році, особливо запуск TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 та інші моделі, очікується, що галузь перейде від субсидій до попиту, вступаючи у другий період швидкого зростання.
5G
2020 рік став вирішальним для розвитку 5G у Китаї. Незважаючи на затримку будівництва 5G у першому кварталі через вплив епідемії, China Mobile заявила, що її мета досягти 300 000 базових станцій 5G до кінця 2020 року залишається незмінною. China Telecom і China Unicom також прагнуть завершити будівництво 250 000 нових базових станцій 5G у третьому кварталі, щоб відновити наслідки епідемії. На додаток до 50000 базових станцій, запланованих Китайським радіо і телебаченням, Китай побудує 600000 базових станцій цього року.
Малюнок 3: Кількість базових станцій 5G, які планується побудувати чотирма основними операторами у 2020 році
У базових станціях 5G також є багато місць, де потрібні двигуни, перш за все, антена базової станції. В даний час антена базової станції 5G оснащена виробами з двигунами керування, що містять компоненти коробки передач, включаючи два варіанти: кроковий двигун і безщітковий двигун. Кожна електрорегульована антена оснащена двигуном управління з редуктором.
Загалом, звичайна базова станція зв’язку повинна бути оснащена приблизно 3 антенами, базова станція 4G має бути обладнана 4-6 антенами, а кількість базових станцій і антен 5G буде збільшуватися.
Окрім антени базової станції, для системи охолодження базової станції також потрібні двигуни. Наприклад, комп’ютерний вентилятор, компресор кондиціонера тощо.
Дрони/підводні дрони
Дрони популярні вже кілька років, але не всі дрони використовують безщіточні двигуни. Сьогодні багато дронів переходять на безщіточні двигуни, щоб отримати довший, легший корпус і більшу витривалість.
Згідно зі звітом Droneii, обсяг світового ринку дронів у 2018 році становив 14,1 мільярда доларів США, і очікується, що до 2024 року розмір світового ринку дронів досягне 43,1 мільярда доларів США, причому найшвидше розвиваються регіони Азії та Північної Америки. Складний коефіцієнт росту 20,5.
Згідно з «Інформаційною системою реєстрації цивільних безпілотників» Управління цивільної авіації, станом на кінець 2018 року в Китаї було зареєстровано 285 000 безпілотників. На кінець 2019 року було зареєстровано понад 392 000 дронів і 1,25 мільйона годин комерційного польоту дронів.
Особливо під час епідемії на початку цього року дрони зіграли значну роль, наприклад, здійснювали курсування між лікарнями та центрами контролю за хворобами, реалізовували автоматизоване транспортування препаратів і зразків для профілактики епідемій та контролю екстрених випадків; Круження по магістралях, що замінюють ручну повітряну командну роботу; Артефакт дезінфекції Avatar, повна профілактика епідемій та дезінфекція та стерилізація в сільській місцевості та навіть у містах по всій країні; Перевтілюватися в експерта з пропаганди, вигукувати гасла та вмовляти людей залишатися вдома тощо.
Через вплив епідемії безконтактна доставка знову вийшла на перший план. Минулого року Управління цивільної авіації Китаю запустило пілотну службу логістики та дистрибуції безпілотників. Через вплив епідемії темпи прогресу в Китаї мають прискоритися; За кордоном логістичний гігант UPS і німецький виробник БПЛА Wingcopter об’єднали зусилля, щоб запровадити новий БПЛА VTOL у галузі вантажних перевезень для транспортування пакетів.
Є також підводний безпілотник, з яким ми не дуже знайомі, і ми потихеньку починаємо його вимірювати. Я пам’ятаю компанію, яка займалася підводними безпілотниками, з якою я брав інтерв’ю в 2017 році. Вона опинилася в масовому виробництві та поставила лише сотні одиниць через краудфандинг. Зараз річний обсяг відвантаження становить десятки тисяч одиниць.
Електричний скутер/електромобіль
Електричний скутер не тільки зберігає оригінальний досвід їзди, але й забезпечує інтелектуальну допоміжну потужність. Це засіб пересування, який знаходиться між велосипедами та традиційними електромобілями. Електричні скутери в основному забезпечують відповідну підтримку потужності на основі сигналів їзди через датчики, зменшуючи продуктивність велосипедистів і полегшуючи їзду для користувачів. Порівняно з велосипедами, електричні скутери мають двигуни, батареї, датчики, контролери, інструменти тощо, що робить досвід їзди більш різноманітним. У порівнянні з традиційними електричними транспортними засобами, електричні скутери не контролюють швидкість транспортного засобу обертанням руки, а вловлюють сигнал їзди через датчики, щоб зрозуміти намір велосипедиста їздити, забезпечити відповідну допомогу в потужності та зробити їзду більш інтелектуальною .
Рисунок 4: Порівняння велосипедів, електричних скутерів і традиційних електромобілів
Ціна продажу електричних скутерів у Китаї коливається від 2000 до 10 000 юанів. Ціни на європейські електричні скутери з втулкою коліс варіюються від 500 до 1700 євро, а електричні скутери з центральним розташуванням – від 2300 до 3300 євро. Ціни на електросамокати значно вищі, ніж на велосипеди та електромобілі.
Двигун є основним компонентом електричної системи електричного скутера. Завдяки мініатюрності, легкості, ефективності експлуатації та надійності зовнішнього вигляду електросамокатів, продуктивність електросамокатів безпосередньо визначається. Таким чином, автомобільним компаніям зазвичай потрібно налаштувати розробку двигунів відповідно до потреб електричних скутерів. Електродвигуни складають від 10% до 30% вартості електросамокатів.
У Європі існує великий попит на електричні скутери. Згідно з даними Європейської асоціації велосипедної промисловості, з 2006 по 2018 рік продажі електросамокатів на європейському ринку зросли з 98 000 одиниць до 2,5 млн одиниць. Річний складний темп зростання досяг 31%.
Японський ринок також стабільно зростає. Японія була першою країною, яка розробляла, виробляла та продавала електричні скутери. У 1980-х роках компанія успішно розробила перше покоління електричних скутерів. Однак через горбисту місцевість Японії, нерівні дороги та серйозне старіння електричні скутери стали необхідним вибором.
Внутрішній ринок знаходиться на стадії становлення. Є значний простір для майбутнього зростання. В даний час такі компанії, як Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed і Eternal, почали намагатися просувати електричні скутери в Китаї.
Промисловий робот
Промислові роботи є в основному альтернативним ринком у Китаї, і їх простір досить великий. Незважаючи на те, що Китай є найбільшим у світі ринком застосування промислових роботів, у сфері промислових роботів відомі світові виробники в основному зосереджені в розвинених країнах, представлених Сполученими Штатами, Японією, Німеччиною тощо, такими як ABB у Швеції, FANUC у Японії , Yaskawa Electric Corporation та чотири родини, які представляє Kuka у Німеччині.
Рисунок 5: Продажі промислових роботів. (Джерело даних: Міжнародна федерація робототехніки)
Згідно з даними Міжнародної федерації робототехніки, світові продажі промислових роботів у 2018 році склали 422 000 одиниць, з яких 154 000 одиниць були продані в Китаї, що становить 36,5%. Крім того, згідно з даними Національного бюро статистики, виробництво промислових роботів у Китаї поступово зростає, приблизно з 33 000 комплектів у 2015 році до 187 000 комплектів у 2018 році. Темпи зростання є швидкими.
Крім того, в останні роки, з постійним запровадженням промислової підтримки з боку уряду та безперервним проривом вітчизняних підприємств, рівень локалізації вітчизняних промислових роботів постійно зростає. У першій половині 2018 року частка внутрішніх продажів корпусів роботів зросла з 19,42% у 2015 році до 28,48%. У той же час загальні продажі промислових роботів у Китаї також зберегли зростання.
вентилятор
Вентилятори включають: вентилятори, кухонні витяжки, фени, шторні вентилятори, вентилятори опалення, вентиляції та кондиціонування повітря тощо. Основними виробниками нижнього рівня є Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss тощо.
З точки зору побутових вентиляторів, це дуже великий ринок, і виробництво побутових вентиляторів у Китаї дуже велике. Згідно з даними Національного бюро статистики, у 2018 році виробництво побутових вентиляторів у Китаї становило 180 мільйонів одиниць. Даних за грудень 2017 року не було, але дані за 11 місяців склали 160 мільйонів одиниць. У 2016 році це було 160 мільйонів одиниць, а за оцінками, у 2019 році було близько 190 мільйонів одиниць.
Рисунок 6: Виробництво побутових вентиляторів у Китаї. (Джерело даних: Національне бюро статистики)
Зараз основні виробники малої побутової техніки в Китаї, такі як Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett тощо, в основному мають на ринку продукти з безщітковими двигунами. Серед них Emmett має найбільшу кількість, а Xiaomi має найменшу вартість.
З появою транскордонних виробників, таких як Xiaomi, швидкість перетворення безщіткових двигунів у сферу побутових вентиляторів почала прискорюватися. Зараз у сфері побутових вентиляторів знайшлося місце вітчизняним виробникам безщіткових двигунів.
Крім побутових вентиляторів, існує також техніка Комп'ютерний вентилятор. Насправді тепловентилятори обладнання почали переходити на безщіточні двигуни багато років тому. У цій галузі є еталонне підприємство, а саме Ebm-papst, чиї вентилятори та двигуни широко використовуються в багатьох галузях, таких як вентиляція, кондиціонування повітря, охолодження, побутова техніка, опалення та автомобільна промисловість.
Зараз багато компаній у Китаї виготовляють безщіточні комп’ютерні вентилятори, подібні до EBM, і зайняли багато ринків EBM.
Особливо з ростом вітчизняних зарядних станцій вітчизняні виробники повинні мати великі можливості. Тепер країна також включила зарядну станцію в проект «Нова інфраструктура», який цього року має отримати більший розвиток.
Є також вентилятори для охолодження морозильної камери. Через вплив галузевих стандартів і національних стандартів енергоефективності вентилятори охолодження морозильної камери почали переходити на двигуни BLDC, і швидкість перетворення є відносно високою, що призводить до відносно великої кількості продуктів. Очікується, що до 2022 року 60% машин для охолодження морозильних камер буде замінено двигунами із змінною частотою. Наразі вітчизняні допоміжні виробники машин для охолодження морозильних камер переважно зосереджені в регіонах дельти річки Янцзи та дельти річки Чжуцзян.
Серед вентиляторів також є витяжка, яка є важливою складовою кухонної техніки. Однак через економічні причини коефіцієнт перетворення безщіткової кухонної витяжки все ще невисокий. В даний час схема перетворення частоти становить близько 150 юанів, але безщіточні схеми двигуна можуть бути завершені в межах ста юанів, а недорогі можуть навіть коштувати близько 30 юанів.
У багатьох нових вентиляторах і очищувачах повітря також використовуються безщіточні двигуни. Зараз у невеликих продуктах на ринку зазвичай використовуються двигуни із зовнішнім ротором Nedic, тоді як у великих очищувачах повітря зазвичай використовуються вентилятори EBM.
Крім того, є вентилятор циркуляції повітря, який випускається протягом останніх двох років, і його поточна вартість є відносно високою. Загалом готовий виріб коштує 781 одиницю, є й дорожчі, від 2000 до 3000 одиниць.
Компресор
Через те, що швидкість компресора холодильника визначає температуру всередині холодильника, швидкість компресора холодильника зі змінною частотою можна змінювати залежно від температури, дозволяючи холодильнику регулювати поточну температурну ситуацію та краще підтримувати постійна температура всередині холодильника. Таким чином ефект збереження їжі буде кращим. Більшість холодильних компресорів із змінною частотою використовують двигуни BLDC, що забезпечує більш високу ефективність, низький рівень шуму та довший термін служби під час роботи.
Рисунок 7: Продажі холодильників і холодильників зі змінною частотою в Китаї. (Джерело даних: Національне бюро статистики)
Раніше в цій сфері домінувала продукція японських, корейських і тайваньських виробників, але після 2010 року стрімко почали розвиватися вітчизняні виробники. Кажуть, що один виробник у Шанхаї має річний обсяг поставок майже 30 мільйонів одиниць.
Завдяки прогресу вітчизняних виробників напівпровідників, чи то головних виробників мікроконтролерів, драйвера затвора попереднього приводу чи силового MOSFET, вітчизняні виробники в основному можуть забезпечити.
Також є компресор кондиціонера. В даний час система кондиціонування повітря зі змінною частотою стала широко поширеною, і система кондиціонування повітря зі змінною частотою стала трендом. Виробництво кондиціонерів в Китаї також досить велике. За даними Національного бюро статистики, виробництво двигунів кондиціонерів у 2018 році склало 360 мільйонів одиниць, а виробництво двигунів BLDC для кондиціонування повітря становило близько 96 мільйонів одиниць. Крім того, виробництво двигунів BLDC для кондиціонування повітря в основному збільшується з кожним роком.
Електричний інструмент
Електроінструменти є одними з найпоширеніших апаратних і електромеханічних виробів. Завдяки своїй легкій конструкції, зручній портативності, високій ефективності виробництва та низькому споживанню енергії, він широко використовується в процесах свердління, різання та шліфування в різних галузях промисловості, таких як будівництво, декорування, обробка деревини, обробка металу та інших галузях промисловості. .
З безперервним розвитком технологій і поступовим прийняттям концепції DIY спектр застосування електроінструментів також постійно розширюється. Багато традиційних операцій з ручним інструментом починають замінюватися електричними інструментами, і електроінструменти також переходять із промислового застосування в сімейне життя. Попит на електроінструмент зростає з кожним роком.
Безщіточні електроінструменти фактично з’явилися дуже давно. У 2010 році деякі іноземні бренди представили електроінструменти з безщітковими двигунами. Зі зрілістю технології літій-іонних акумуляторів ціни стають доступнішими, а розміри портативних інструментів з кожним роком збільшуються. Тепер їх можна розділити порівну за допомогою плагінів.
Згідно зі статистичними даними, вітчизняні електрогайковерти в основному були безщітковими, а електродрилі, високовольтні інструменти та садові інструменти ще не зовсім безщіточні, але вони також знаходяться в процесі переробки.
В основному це пов’язано з енергозбереженням і високою ефективністю безщіткових двигунів, що дозволяє ручним електроінструментам працювати протягом довшого періоду часу. Сьогодні багато міжнародних і вітчизняних виробників вклали багато ресурсів у розробку продукції, наприклад Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita тощо.
Зараз розвиток електроінструментів у Китаї також дуже швидкий, особливо в регіонах Цзянсу та Чжецзян, де зосереджено багато виробників електроінструментів. В останні роки вартість безщіткових рішень для керування двигунами в регіонах Цзянсу та Чжецзян швидко знизилася, і багато виробників почали цінові війни. Кажуть, що рішення для керування безщітковим двигуном для електроінструменту коштує лише близько 6–7 юанів, а деякі навіть коштують лише 4–5 юанів.
Насос
Водяні насоси є відносно традиційною галуззю з великою різноманітністю типів і рішень. Навіть для дискових плат однакової потужності на ринку зараз доступні різні типи, ціни яких коливаються від менш ніж двох юанів до сорока-п’ятдесяти юанів.
У застосуванні водяних насосів трифазні асинхронні двигуни в основному використовуються для середньої та великої потужності, тоді як біполярні насоси змінного струму в основному використовуються для малих і мікроводяних насосів. Поточна реконструкція північного опалення є хорошою можливістю для технологічних інновацій у насосних рішеннях.
Хоча б з технічної точки зору, безщіточні двигуни більше підходять для застосування в області насосів, оскільки вони мають певні переваги в обсязі, питомій потужності і навіть вартості.
Особисте здоров'я
З точки зору догляду за особистим здоров’ям є два репрезентативні продукти: один — це популярний інтернет-продукт Dyson, повітропровід, а інший — пістолет для фасції.
З тих пір, як компанія Dyson випустила на ринок повітряних повітроводів, які використовують високошвидкісні цифрові двигуни, це сколихнуло весь ринок вітрових повітроводів.
Згідно з представленням Qian Zhicun з Jingfeng Mingyuan у минулому, наразі існує три основні напрямки для внутрішніх схем аеродинамічних труб: один базується на Dyson як еталон, використовуючи схему надшвидкісного безщіткового двигуна із загальною швидкістю близько 100 000 обертів на хвилину, причому найвищий показник становить 160 000 обертів на хвилину; Другий варіант полягає в заміні двигуна U, який має швидкість, подібну до двигуна U, але має такі переваги, як легка вага та високий тиск повітря; Третій — високовольтна схема зовнішнього ротора, де двигун в основному імітує схему Недича.
В даний час вітчизняні імітаційні продукти не просто копіюють минуле, але в основному досягли уникнення патентів і внесли певні інновації.
Останніми роками обсяг поставок фасційної зброї почав стрімко зростати. Кажуть, що тренери тренажерних залів і любителі спорту тепер оснащені фасційними пістолетами. Фасційний пістолет використовує механічні принципи вібрації для передачі вібрації глибоким м’язам фасції, досягаючи ефекту розслаблення фасції та зменшення м’язової напруги. Деякі люди використовують фасційний пістолет як засіб для релаксації після фізичних вправ.
Проте зараз вода в фасційній рушниці також дуже глибока. Хоча зовнішній вигляд виглядає схожим, ціни коливаються від понад 100 юанів до понад 3000 юанів. Ринкова ціна плати приводу керування двигуном BLDC, яка використовується в передній пістолеті, зараз впала до 8 х юанів, і навіть з’явилася плата приводу керування приблизно 6 юанів. Ціна фасційного пістолета стрімко знизилася.
Кажуть, що виробник двигунів був на межі банкрутства, але за допомогою виробу фасціального пістолета він негайно повернувся до життя. І це було досить ситно.
Звичайно, на додаток до цих двох продуктів, також існує тенденція до безщіткових двигунів у таких продуктах, як бритви для хлопчиків і косметичні машини для дівчат.
Висновок
Загалом двигуни BLDC все ще перебувають на ранніх стадіях, і зараз їх застосування процвітає. На додаток до тих, про які я згадав тут, їх також багато, як-от сервісні роботи, AGV, роботи для підмітання, стіноломи, фритюрниці, посудомийні машини тощо. Насправді, є багато місць у нашому житті, де ми використовуємо електродвигуни, і є ще багато застосувань, які чекають на нас, щоб дослідити в майбутньому.
Час публікації: 15 липня 2023 р
