一、電機的構成及分類
1、界定及分類
電機俗稱“馬達”,廣義上指電動機和發電機,但一般情況下就以電機作為電動機的簡稱,且電動機和發電機原理可逆,都是利用電磁感應原理進行電能和機械能的相互轉換。按照最常用的電源分類方式可將電機分為直流電機和交流電機,其中直流電機根據有無電刷分為有刷和無刷電機,交流電機根據轉子和磁場的運轉同步與否分為同步電機和異步電機;電機按用途劃分,主要分為驅動電機和控制電機,驅動電機的應用領域較為常見,如家電、電動工具及其他通用設備等,控制電機又包括步進電機和伺服電機。
電機的分類
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2、構成
電機主要由定子組件、轉子組件、端蓋和輔助標準件組成,而定子繞組中又包括鐵芯、銅線繞組(漆包線繞成的線圈)、絕緣材料等組成。
電機的構成
資料來源:驅動視界,華經產業研究院整理
二、電機行業發展政策
政策端支持下,未來高效節能電機滲透率有望加速提升。2021年6月開始《GB18613-2020電動機能效限定及能效等級》正式實施,淘汰IE3以下能效電機,2021年11月工信部發布《電機能效提升計劃》,要求到2023年高效節能電機年產量達到1.7億千瓦,在役高效節能電機占比達20%以上(而當前滲透率不到10%)。2022年6月發布的《工業能效提升行動計劃》提出2025年新增高效節能電機占比達到70%以上。在政策大力支持下,未來節能電機滲透率有望加速提升。
近年國家推出大量政策推廣高效節能電機
資料來源:政府官網,華經產業研究院整理
三、電機行業發展現狀
1、工業電機產量
電機作為電能和機械能轉換的關鍵設備,在制造業中廣泛應用于采礦、冶金、油氣、石化等行業,增長也和制造業景氣程度高度相關。工業電機在電機中的占比較大,據國家統計局數據顯示,2021年中國工業電機產量達3.46億千瓦,同比增長7%。隨著我國制造業復蘇和全球經濟回暖的不斷推進,我國工業電機需求有望進一步擴大。
2016-2021年中國工業電機產量及增速
資料來源:國家統計局,華經產業研究院整理
2、進出口額
據海關總署數據統計,2017-2020年,我國電機產品出口規模總體保持穩定,2021年中國電機產品出口額增長至985.15億元,同比增長26.73%。2021年我國電機產品進口額達到304.71億元,同比增長15.42%。
2017-2021年中國電機產品進出口額統計情況
資料來源:中國海關,華經產業研究院整理
3、出口目的地
在出口地方面,我國電機的出口目的地較為分散,出口對于個別國家依賴度較低。據海關總署數據,2021年國內電機出口目的地主要為美國、越南、德國、日本等地,前五大出口目的地占我國電機總出口量的35.43%。
2021年中國電機產品出口目的地出口量占比
資料來源:中國海關,華經產業研究院整理
四、電機行業重點企業
佳電股份(000922.SZ)為我國特種電機的創始廠和主導廠,主要從事電機研發、生產與銷售,主要產品包括防爆電機、普通電機、核用電機、起重冶金電機、主氦風機等。公司的業務結構較為穩定,以防爆電機和普通電機為主。截至2021年上半年,防爆電機、普通電機分別占公司當期營業收入的50.88%和41.3%,是公司主要的收入來源。
2022年上半年佳電股份營業收入拆分
資料來源:公司公告,華經產業研究院整理
五、電機行業應用趨勢
隨著智能家居、工業自動化、物流自動化等概念的普及深化,在與每個人息息相關的家電領域、車載領域以及工業領域,各類電機在技術方面都出現了新的需求。
在家電領域,電器的智能化需要電器對人機交流產生相應的反饋。例如掃地機器人需要掃描計算空間,規劃路線,然后執行移動以及相應的清潔工作。這里除了各類傳感器和復雜的計算,其執行單元都離不開電機的應用。再譬如,智能家居概念下,在接收到控制命令后,冰箱的開門、打開抽屜可自動完成,這個概念也需要增加多組電機。
汽車智能化對電機的需求更加明顯,例如新開發的乘用汽車,普遍將電動車門、電動車窗、電動后視鏡、電動座椅、多風口可控自動變頻空調等概念普及,這些新增的功能使電機的數量急劇增加。考慮到這些電機的應用場合以及設計使用壽命,48V以下的BLDC、步進電機等會出現較快的增長。同時新的需求以及成本的壓力,對電機控制器提出更復雜的要求,例如從原有的并行通訊,改為串行或者總線通訊,以減少整體布線并提高兼容性。例如增加各類電壓、電流、溫度的實時監測并反饋,以便電器安全自診斷與保護。例如對電機控制的待機功耗提出苛刻的要求,以滿足各類電器的能耗要求等。并且對電機本身的功率密度也會有強烈的要求,以滿足工作條件下更低功耗、更低的散熱、更緊湊的結構。這些都是電機技術發展的課題。