1. סיווג מנועי מגנט קבוע וגורמי מניעים בתעשייה

ישנם סוגים רבים, עם צורות וגדלים גמישים. בהתאם לתפקוד המנוע, ניתן לחלק את מנועי המגנט הקבוע באופן גס לשלושה סוגים: גנרטורים של מגנט קבוע, מנועי מגנט קבוע וחיישני אותות של מגנט קבוע. ביניהם, מנועי מגנט קבוע מחולקים בעיקר למנועים סינכרוניים, מנועי DC ומנועי צעד.

1) מנוע סינכרוני בעל מגנט קבוע:

מבנה הסטטור ועקרון העבודה שלו תואמים לאלה של מנועי AC אסינכרוניים מסורתיים. בשל גורם התפקוד הגבוה והיעילות הגבוהה שלו, הוא התפתח במהירות בשנים האחרונות, החליף בהדרגה את מנועי AC אסינכרוניים מסורתיים, והוא נמצא בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית, כלי עבודה, הדפסה, טקסטיל, רפואה ותחומים אחרים.

2) מנוע DC בעל מגנט קבוע:

עקרון העבודה והמבנה דומים לאלה של מנועי DC מסורתיים. בהתבסס על שיטות הקומוטציה השונות, ניתן לחלק אותם למנועי מברשות (קומוטציה מכנית) וללא מברשות (קומוטציה אלקטרונית). הם נמצאים בשימוש נרחב בכלי רכב חשמליים, כלי עבודה חשמליים, מכשירי חשמל ביתיים ותחומים אחרים.

3) מנוע צעד מגנט קבוע:

הוא משתמש באינטראקציה בין השדה המגנטי שנוצר על ידי המגנט הקבוע לבין השדה המגנטי המסתובב שנוצר על ידי הסטטור כדי להשיג תנועת צעדים מדויקת. יש לו יתרונות של דיוק גבוה, מהירות תגובה מהירה וחיסכון באנרגיה, והוא נמצא בשימוש נרחב במכשירים מדויקים, קווי ייצור אוטומטיים, ציוד רפואי ותחומים אחרים.

1.1 גורמים מניעים

1.1.1 צד המוצר

עקרון הפעולה של מגנטים קבועים הוא פשוט, והפסדי המנוע מופחתים משמעותית. בסך הכל, מנועים אלקטרומגנטיים מסורתיים צריכים להסתמך על ספק כוח חיצוני כדי לייצר כוח אלקטרו-מניע עבור הגנרטור, לספק הספק ראשוני, ולאחר מכן להסתמך על מתח המוצא שלהם כדי לעבוד. עקרון הפעולה של מנועי מגנט קבוע הוא פשוט יחסית, והשדה המגנטי צריך להינתן רק על ידי מגנטים קבועים.

בהשוואה למנועים מסורתיים, היתרונות של מנועי מגנט קבוע באים לידי ביטוי בעיקר ב: ① הפסד נמוך של סטטור; ② ללא הפסד נחושת ברוטור; ③ ללא הפסד ברזל ברוטור; ④ חיכוך רוח נמוך. עם זאת, יש לציין כי המרכיב המרכזי של מנועי מגנט קבוע הוא שהפלדה המגנטית אינה עמידה לטמפרטורה גבוהה ומתמשכת. על מנת למנוע מצב שבו ביצועי המנוע מופחתים או נשרטים עקב דה-מגנטיזציה, יש לשלוט באופן סביר על טמפרטורת העבודה של המנוע.

אפקט חיסכון האנרגיה משמעותי והיעילות הכוללת משתפרת. להלן, אנו עורכים ניתוח ביצועים ספציפי על ידי הבחנה בין סוגי מנועים וחומרי גלם למנוע:

1) מבחינת סוגי מנועים

בחרנו במנועים סינכרוניים בעלי מגנט קבוע להשוואה למנועים מסורתיים אחרים, ביניהם מנועי רילקטנס ממותגים, מנועי רילקטנס סינכרוניים ומנועי מגנט קבוע, כולם מנועים סינכרוניים. בשילוב עם האינדיקטורים, מכיוון שמנועי מגנט קבוע אינם דורשים מברשות וזרמי עירור, יש להם יעילות וצפיפות הספק גבוהות יותר מאשר מנועים מסורתיים. מבחינת קיבולת עומס יתר, למעט מנועי DC, שהם נמוכים יחסית, הסוגים האחרים אינם שונים בהרבה. היעילות ומקדם ההספק של מנועי מגנט קבוע הם בעלי הביצועים הבולטים ביותר, עם יעילות של 85-97%. למרות שמנועים קטנים יכולים בדרך כלל להגיע ליותר מ-80%, למנועי מגנט קבוע יש יתרונות ברורים בהשוואה ליעילות של 40-60% של מנועים אסינכרוניים. מבחינת מקדם ההספק, הוא יכול להגיע ליותר מ-0.95, דבר המצביע על כך שחלקו של רכיב הזרם הפעיל של מנועי מגנט קבוע בזרם הכולל גדול מזה של סוגים אחרים, ושיעור ניצול האנרגיה גבוה יותר.

2)בהתאם לחומרי הגלם של המנוע

בהתאם לחוזק המגנטי ושלב הפיתוח של חומרי המגנט הקבוע המשמשים במנוע, ניתן לחלק מנועי מגנט קבוע לשלוש קטגוריות: מתכת, פריט ואדמה נדירה. ביניהם, מנועי מגנט קבוע פריט ואדמה נדירה נמצאים כיום בשימוש נרחב יותר.

בהשוואה למנועים מסורתיים, למנועים בעלי מגנט קבוע מסוג נדיר (Nare Earth) יש מבנה פשוט יותר ושיעור כשל נמוך יותר. השימוש במגנטים קבועים מסוג נדיר (Nare Earth) יכול להגדיל את צפיפות המגנטית של מרווח האוויר, להגדיל את מהירות המנוע בצורה הטובה ביותר ולשפר את יחס ההספק למשקל. תחום היישום רחב יחסית. החיסרון היחיד של מנועים בעלי מגנט קבוע הוא עלותם הגבוהה. אם ניקח לדוגמה את מחירם של מנועים בעלי מגנט קבוע מסוג נדיר (Nare Earth), הוא בדרך כלל גבוה פי 2.5 מזה של מנועים מסורתיים.

1.1.2 צד המדיניות

למדיניות גם תפקיד חשוב בקידום פיתוח מנועים בעלי מגנט קבוע.

1) תעשיית המגנטים הקבועים חווה התפתחות מהירה המונעת על ידי מדיניות.

כחומר הגלם המרכזי של מנועי מגנט קבוע, לשיפור הטכנולוגיה ולפופולריות של מגנטים קבועים יש השפעה חשובה על פיתוחם. בשנים האחרונות, הממשלה נקטה צעדים רלוונטיים מבחינת תמיכה בתעשייה, תמריץ מדיניות וניסוח סטנדרטים כדי לקדם באופן פעיל את היישום הנרחב של חומרי מגנט קבוע ולקדם את הפיתוח וההרחבה של מנועי מגנט קבוע.

2) לעודד פוטנציאל צמיחה תחת הדרישה לשימור אנרגיה והפחתת פליטות.

עם הדגש הגובר של סין על שימור אנרגיה והגנת הסביבה, הפיתוח הבריא של מנועי מגנט קבוע הביא להזדמנויות צמיחה. מאז קביעת התקן הלאומי החדש בשנת 2020, סין אינה מייצרת עוד מנועים מתחת לתקן הבינלאומי IE3, ונאלצת להשתמש במוצרים יעילים יותר. בנוסף, "תוכנית שיפור יעילות האנרגיה" שפורסמה בשנת 2021 ו-2022 הציעה כי בשנת 2023, התפוקה השנתית של מנועים חסכוניים באנרגיה בעלי יעילות גבוהה תהיה 170 מיליון קילוואט, ושיעור המנועים חסכוניים באנרגיה בעלי יעילות גבוהה בשירות יעלה על 20%; בשנת 2025, שיעור המנועים החדשים חסכוניים באנרגיה בעלי יעילות גבוהה יעלה על 70%. ביחס של 1 קילוואט-שעה ל-0.33 קילוגרם, זה שווה ערך לחיסכון של 15 מיליון טון של פחם סטנדרטי ולהפחתת פליטות פחמן דו-חמצני ב-28 מיליון טון בשנה, מה שצפוי להוביל את מנועי המגנט הקבוע לעידן של צמיחה מהירה.

2. ניתוח שרשרת תעשיית המנועים בעלי מגנט קבוע

במבט על כל שרשרת התעשייה, נגלה שחומרי הגלם העיקריים הדרושים לייצור מנועי מגנט קבוע כוללים חומרים מגנטיים שונים (כגון מגנטים של ניאודימיום ברזל בורון, פריטים מגנטיים קבועים, סמריום קובלט, אלומיניום ניקל קובלט וכו'), נחושת, פלדה, חומרי בידוד ואלומיניום, שביניהם חומרים מגנטיים יעילים במיוחד הם הליבה לייצור מנועי מגנט קבוע בעלי ביצועים גבוהים. עבור תעשיית מנועי המגנט הקבוע במורד הזרם, מדובר בעיקר בתחומים שונים של יישומים סופיים, כולל אנרגיית רוח, כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה, תעופה וחלל, תעשיית הטקסטיל, טיפול במים וכו'. עם השדרוג המתמשך של תעשיית הייצור במורד הזרם, צפוי כי הגידול בביקוש בשוק יישומי הטרמינלים יקדם עוד יותר את הייצור בקנה מידה גדול של מנועי מגנט קבוע.

2.1 במעלה הזרם: חומרים מגנטיים איכותיים תורמים לעלות, ומהווים יותר מ-25%.

חומרים מהווים יותר ממחצית העלות הכוללת, ביניהם חומרים מגנטיים ממלאים תפקיד מכריע ביעילות המנוע. חומרי הגלם במעלה הזרם של מנועים בעלי מגנט קבוע כוללים בעיקר חומרים מגנטיים (כגון מגנטים של ניאודימיום ברזל בורון, פריטים של מגנט קבוע, סמריום קובלט, אלומיניום ניקל קובלט וכו'), יריעות פלדת סיליקון, נחושת, פלדה, אלומיניום וכו'. חומרים מגנטיים, יריעות פלדת סיליקון ונחושת מהווים את החלק העיקרי מעלות חומרי הגלם, ומהווים יותר מ-50% מהעלות. למרות שלפי מבנה העלויות של מנועים מסורתיים, עלויות הרכישה, ההתקנה והתחזוקה הראשוניות של המנוע מהוות רק 2.70% ממחזור החיים הכולל של המנוע, עקב גורמים כמו תמחור המוצר, תחרותיות ופופולריות בשוק, יצרני מנועים מקדישים תשומת לב רבה לחומרי הגלם.

1) חומרים מגנטיים:למגנטים של מגנטים נדירים יש תכונות מגנטיות מצוינות והם מתאימים מאוד ליישומים בעלי ביצועים גבוהים והספק גבוה. מגנטים של NdFeB וקובלט הם יישומים חשובים של מגנטים נדירים בחומרים של מגנטים קבועים. בשל עתודות העשירות של מגנטים נדירים בסין, ייצור ה-NdFeB מהווה כ-90% מסך הייצור העולמי. מאז 2008, ייצור מנועי מגנט קבוע בסין עלה במהירות, והפך בהדרגה ליצרן העיקרי בעולם, והביקוש לחומרי גלם של NdFeB הוכפל בין 2008 ל-2020. בשל הייחודיות של משאבי מגנטים נדירים, הייצור והעיבוד של NdFeB מורכבים יחסית, ולכן מחירם של מנועי מגנט קבוע גבוה מזה של מנועים מסורתיים. חומרים מגנטיים מהווים בדרך כלל כ-30% מהעלות הכוללת.

2) יריעת פלדת סיליקון:משמש בעיקר ליצירת החלק המרכזי של מנוע מגנט קבוע. בשל תהליך ההכנה המורכב, עלותו גבוהה יחסית. יריעת פלדת סיליקון מהווה כ-20% מהעלות הכוללת.

3) נחושת:משמש בעיקר כחומר מוליך של מנועי מגנט קבוע, המהווה כ-15% מהעלות הכוללת.

4) פלדה:משמש בעיקר לייצור המבנה והמעטפת של מנועים בעלי מגנט קבוע, המהווים כ-10% מהעלות הכוללת.

5) אלומיניום:משמש בעיקר לייצור גופי קירור, כיסויי קצה ורכיבים אחרים לפיזור חום.

6) עלויות ציוד וכלים לייצור:המהווים כ-15% מהעלות הכוללת.

2.2 במורד הזרם: תחומים רבים מתכוננים לעשות מאמצים, ופוטנציאל עצום בתעשייה מחכה להתממש

מנועים בעלי מגנט קבוע נמצאים כיום בשימוש נרחב בתחומים שונים ובתעשיות מרובות. עד כה, מנועים בעלי מגנט קבוע נכנסו בהצלחה לתעשיות הרכב, מכשירי החשמל הביתיים, האוטומציה התעשייתית ותעשיות אחרות, ותרמו תרומה משמעותית לחדשנות טכנולוגית ולהרחבת השוק. בנוסף, בהתחשב בחשיבותם לפיתוח כלכלי, תעשיות כמו פטרוכימיה, נפט וגז, מטלורגיה וחשמל החלו גם הן להשתמש בהדרגה במנועים בעלי מגנט קבוע. בעתיד, ככל שמגמות התעשייה יתמקדו יותר בבינה, אוטומציה וחיסכון באנרגיה, ליישום מנועים בעלי מגנט קבוע בתחומים שונים במורד הזרם יהיה פוטנציאל עצום והוא ימשיך לשמור על תנופת פיתוח מהירה.

3. ניתוח שוק מנועי מגנט קבוע

3.1 אודות היצע וביקוש

בהתבסס על פיתוח אנרגיה חדשה, הביקוש גדל במהירות. יצרני מנועי מגנט קבוע מסוג אדמה נדירה בסין מפוזרים בעיקר במזרח סין ובדרום סין, העשירות במשאבי אדמה נדירה ובעלות בסיס תעשייתי חזק. קיים ביקוש חזק למנועי מגנט קבוע, דבר התורם להיווצרות שרשרת תעשייתית שלמה. בין השנים 2015 ל-2021, תפוקת מנועי המגנט הקבוע מסוג אדמה נדירה בסין גדלה מ-768 מיליון יחידות ל-1.525 מיליארד יחידות, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר של 12.11%, העולה משמעותית על קצב הצמיחה הממוצע של מיקרו-מנועים (מנועים בקוטר של פחות מ-160 מ"מ או הספק מדורג של פחות מ-750 מיליוואט) של 3.94%.

הודות להתפתחות המהירה של תחום האנרגיה החדש, הביקוש למנועים בעלי מגנט קבוע בתחומים במורד הזרם כמו אנרגיית רוח וכלי רכב חשמליים גדל במהירות בשנים האחרונות. בשנים 2021 ו-2022, הביקוש של סין למנועים בעלי מגנט קבוע מסוג אדמה נדירה יעמוד על 1.193 מיליארד יחידות ו-1.283 מיליארד יחידות, בהתאמה, עלייה של 7.54% משנה לשנה.

3.2 אודות גודל השוק

שוק מנועי המגנט הקבוע של סין מראה תנופת צמיחה חזקה, וקידום תחומים במורד הזרם עודד את פוטנציאל השוק. בשנים האחרונות, שוק מנועי המגנט הקבוע העולמי שמר על צמיחה יציבה והראה מגמת התפתחות אופטימית. בשנת 2022, גודל השוק הגיע ל-48.58 מיליארד דולר, עלייה שנתית של 7.96%. ההערכה היא שעד 2027, שוק מנועי המגנט הקבוע העולמי יגיע ל-71.22 מיליארד דולר, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר של 7.95%. בהתבסס על תחומים במורד הזרם כמו כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה, מזגנים בתדר משתנה ואנרגיית רוח, שוק מנועי המגנט הקבוע של סין מראה מגמת צמיחה מהירה. נכון לעכשיו, מוצרים בעלי טווח הספק של 25-100 קילוואט שולטים בשוק.

השוק ממשיך לצמוח בהתמדה, וסין מובילה את פיתוח התעשייה הזו. עם שיפור ביצועי חומרי המגנט הקבוע והתקדמות טכנולוגיית המנועים, שוק מנועי המגנט הקבוע העולמי ישמור על צמיחה יציבה. סין תמשיך לשמור על מובילות השוק שלה. בעתיד, שילוב דלתת נהר היאנגצה, פיתוח האזור המערבי, שדרוגי צריכה וקידום מדיניות יספקו תנופה חזקה ליישום בקנה מידה גדול של מנועי מגנט קבוע בשוק הסיני.

4. נוף התחרות הגלובלי של מנועי מגנט קבוע

בפיתוח מנועים בעלי מגנט קבוע ברחבי העולם, סין, גרמניה ויפן הפכו למובילות בתחום מנועי מגנט קבוע מתקדמים, מדויקים וחדשניים, בזכות שנות ניסיון בייצור וטכנולוגיות מפתח.

סין הפכה לבסיס חשוב לתעשיית המנועים העולמית בעלת המגנט הקבוע, והתחרותיות שלה הולכת וגוברת.

מבחינת פריסה אזורית, ג'יאנגסו, ג'ג'יאנג, פוג'יאן, חונאן ואנהוי הפכו לבסיסים חשובים לתעשיית המנועים בעלי המגנט הקבוע של סין, ותופסים נתח שוק ניכר.

בעתיד, תעשיית המנועים העולמית בעלת המגנט הקבוע תביא לתחרות עזה יותר, וסין, כשוק הדינמי והפוטנציאלי ביותר בעולם, תמלא תפקיד חשוב בתהליך זה.

5. מבוא למנוע מגנט קבוע של Anhui Mingteng

חברת Anhui Mingteng מכונות מגנטיות קבועות וציוד חשמלי בע"מ (https://www.mingtengmotor.com/) נוסדה ב-18 באוקטובר 2007 עם הון רשום של 144 מיליון יואן סיני. היא ממוקמת באזור הפיתוח הכלכלי שואנגפנג, העיר חפיי, מחוז אנחווי. זהו מפעל היי-טק מודרני המשלב מחקר ופיתוח, ייצור, מכירות ושירותים של מנועי מגנט קבוע.

החברה התמקדה תמיד במחקר ופיתוח מוצרים. יש לה צוות מחקר ופיתוח מקצועי של מנועי מגנט קבוע המונה יותר מ-40 איש, והיא ביססה יחסי שיתוף פעולה ארוכי טווח עם אוניברסיטאות, מוסדות מחקר וחברות גדולות בבעלות המדינה. צוות המחקר והפיתוח מאמץ תיאוריית תכנון מנועים מודרנית וטכנולוגיית תכנון מנועים מתקדמת. לאחר יותר מעשר שנות צבירה טכנית, היא פיתחה כמעט 2,000 מפרטים של מנועי מגנט קבוע, כגון מנועים קונבנציונליים, מנועים בתדר משתנה, מנועים עמידים בפני פיצוץ, מנועים עמידים בפני פיצוץ בתדר משתנה, מנועים בעלי הנעה ישירה והנעה ישירה עמידה בפני פיצוץ. היא מבינה היטב את הדרישות הטכניות של ציוד הנעה מגוון בתעשיות שונות, ושולטת בכמות גדולה של נתוני תכנון, ייצור, בדיקה ושימוש ממקור ראשון.

מנועי מגנט קבוע במתח גבוה ונמוך של מינגטנג הופעלו בהצלחה על עומסים מרובים כגון מאווררים, משאבות מים, מסועי סרט, טחנות כדורים, מערבלים, ריסוקים, מגרדים, משאבות שמן, מכונות ספינינג וכו' בתחומים שונים כגון כרייה, פלדה וחשמל, והשיגו השפעות טובות של חיסכון באנרגיה וזכו להכרה רבה.

מינגטנג תמיד התעקשה על חדשנות עצמאית, תוך דבקות במדיניות התאגידית של "מוצרים מהשורה הראשונה, ניהול מהשורה הראשונה, שירותים מהשורה הראשונה ומותגים מהשורה הראשונה", התאמת פתרונות כוללים לחיסכון באנרגיה של מערכות מנוע מגנט קבוע חכמות למשתמשים, בניית צוות מחקר ופיתוח וחדשנות יישומים למנועי מגנט קבוע עם השפעה סינית, ושואפת להפוך למובילה וקובעת סטנדרטים בתעשיית מנועי המגנט הקבוע המבוססים על מתכת נדירה בסין.

זכויות יוצרים: מאמר זה הוא הדפסה מחודשת של הקישור המקורי:

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

מאמר זה אינו מייצג את עמדות החברה שלנו. אם יש לכם דעות או השקפות שונות, אנא תקנו אותנו!