2009年電動機制造行業技術發展趨勢分析

一、電動機制造行業技術現狀

電機行業是適應中國工業發展對電機的需求，逐步建立并完善起來。20 世紀60年代初期建成了許多專業生產電機的企業和研究所，自行設計了接觸式自整角機、交流和直流伺服電機等多種微型特種電機產品。80年代，為滿足家用電器市場需求以及微型計算機的廣泛應用和普及，引進了步進電機生產線，并開發了寬調速直流伺服電動機和軍用電機。90年代以后，由于國外市場的轉移，電機行業的發展速度加快，推出了永磁交流伺服電動機、無刷直流電動機等新產品。同時，隨著控制理論的進一步完善和集成電路的廣泛應用，電機控制技術獲得迅速發展。

電機屬于勞動密集型產品，目前發達國家已轉向國外采購或定牌生產，中國勞動力資源豐富的優勢便顯現出來。市場需求的不斷擴大，給企業帶來良好的發展機遇。經過20多年的發展，生產技術水平明顯提高，為中國電機行業未來的快速發展奠定了堅實的基礎。

1、研發力薄羈絆行業前行

目前，中國大部分電機企業已經具備較強的生產能力，但與國外相比，明星企業尚不多見，技術水平仍然不高。究其原因是科研投入少，且效率低，技術力量分散。雖然生產的主戰場在企業，而國家有限的資金大部分投入到高等院校。由于院校成果產業化的能力很薄弱，因此，難以適應形勢發展的需要，也加大了中國電機技術與國外發達國家的差距。

目前產品不盡人意的主要表現是：質量不穩定，可靠性差。產品性能的穩定性和可靠性指標與國外產品差距較大；有些獨資企業的產品雖屬中檔水平，但研發機構均設在本國，技術含量高的高速精密無刷主軸電機、高精度步進電機等產品尚未在中國生產；技術標準低，產品壽命指標遠遠低于國外；技術開發能力薄弱，高等院校的開發力量雖較強，但產、學、研結合不理想，科研成果轉化慢，商品化率很低，理論成果多且深，但應用技術水平不高。

2、“交流變頻”引爆無刷電機市場

近年來，硅鋼片和銅等原材料大幅漲價，對電機行業造成很大影響，電機出口也面臨歐盟的技術壁壘。為加速行業發展，開發性能優良、技術含量高的產品，成為行業重中之重。

目前中國變頻家用電器正在由“交流變頻”向“直流變頻”轉變。由單相異步電動機供電，現已被永磁無刷直流電動機及其控制器所取代。作為新型機電一體化產品，無刷直流電機其鮮明的技術特征得到業界的廣泛關注，應用領域不斷擴大，用量大幅提高。首先是家用電器、電動車輛及工業自動化控制領域的應用量逐年增多，甚至是數以億臺計。小型寬范圍調速及伺服驅動領域也大量采用了無刷電機，從而達到降溫、減噪、提高效率的目的。特別是電子元器件技術和工藝性的提高，使無刷電機成為一種十分理想的驅動源。其次，PC機主軸電機均采用了無刷電機。軟盤驅動器作為一種最好的信息存儲與傳送設備，尤其是近年來由于PC機的迅猛發展而具有廣泛的市場。目前主流產品8.9厘米(3.5in)的軟盤驅動器全球的年銷量已超過1億臺，主軸電機采用的就是無刷電機。

無刷直流電動機在洗衣機中也得到廣泛應用。小天鵝公司是中國最早開發變頻洗衣機的廠家。該公司2001年面世的“變頻王”洗衣機，采用無刷直流電機和PWM控制技術，使洗滌速度和節拍可同時改變，取得了高洗滌、低磨損、免纏繞的理想效果。

機器人的控制裝置已成為無刷直流電機的主要應用領域之一。目前，全世界機器人的擁有量已超過100 萬臺，且每年以大于20%的速度增長。同時，近5年來，無刷電機在電動自行車中的應用也逐年增多。電動自行車2000年只有50萬輛，2005年已達到 800萬輛，這些領域的需求，引爆了無刷直流電動機的市場。“十一五”期間，隨著控制技術的進步，無刷直流電機的使用領域會不斷拓寬，功率等級也會越來越大。技術發展朝高性能、高可靠性、高精度、無刷化、永磁化、機電一體化方向發展。

3、急需投入邁向技術強國

為盡快發展中國電機行業，促進由生產大國向技術強國的轉變，“十一五”期間中國電機行業應重點抓好以下工作。

增加新產品開發的資金投入。中國已成為世界電機生產大國，要向技術強國轉變，急需提高企業技術水平，為此，建議有關部門給予資金支持。目前，民營雖已成為行業主導力量，但面臨的外部環境并沒有改變，人們對民營企業的認識和觀念沒有從根本上改變。政府在管理方式和手段上仍然習慣于以國有企業為主體，對民營經濟保護不夠。導致不少民營企業在土地征用、資金渠道、市場準入等方面受到不公正待遇，影響了這些企業的積極性。為此，建議政府有關部門在資金、政策方面為民營企業提供有利條件，促進企業不斷提升市場競爭力。為了盡快提高產品技術和質量水平，建議大型企業盡快建立自己的技術開發中心，并加大資金投入，加快新產品的開發速度，努力提高產品的技術含量。

加強企業的人才培訓，提高科研人員素質。目前企業技術人才極其匱乏，許多大學不設電機專業，而研究生往往不愿到企業工作。同時，高等院校的研究成果商品化程度差，致使行業整體技術水平偏低。另外，科研院所的屬地化也使得這些單位開發產品的積極性和服務的能力有所降低。目前迫切需要解決的問題是加強企業人才培訓。行業協會和高等院校要在這方面有所作為。同時，促進產、學、研相結合，進一步加快科技成果的轉化。

加強與國外及海峽兩岸的技術交流與合作。目前國外的電機技術，尤其是應用技術水平明顯高于中國企業，中國臺灣地區無刷主軸電機、精密步進電機、高精度伺服電動機等也具有相當高的水平。為促進技術進步，大陸企業要進一步加強與他們的合作交流。

發揮行業協會的協調作用。為促進電機行業更快發展，行業協會不僅要發揮企業和政府之間的橋梁與紐帶作用，還要發揮高等院校和企業之間的橋梁與紐帶作用。積極為企業開拓市場服務，為提升行業的國際市場競爭力服務。

二、電動機企業技術改造方針

以市場為導向調整產品結構，擴大派生專用產品生產規模及比例。國外產品的實施中，標準系列電機：派生專用系列電機為3：7。國內表現為：標準系列電機多，派生專用系列少。經過八五、雙加、九五項目技術改造，各企業根據市場需求，注重專用產品的開發，開發了風機、水泵、輥道、電動閥門等專用變速電機；中型高壓電機發展了帶空——空冷卻器及水——空冷卻器IPW44電機，氣假防護IPW24電機等派生系列；各企業先后開發了電梯用電機、塔式起重電機、振動電機、滾筒電機、抽油機電機、永磁電機等等。預計目前國內實施中，標準系列電機與派生專用系列電機的比例為5：5。

進入“十一五”期間仍應圍繞國家能源、交通、原材料基礎工業及機械、電子、石化、建筑等支柱產業。根據不同的環境、結構和特殊等方面的要求研制生產更多專用產品。如：核電站使用耐輻射電機，新型、高速、重載機車牽引電機，城市軌道交流牽引電機，電動汽車用電機，電動自行車電機，礦井用高壓潛水電泵，大空量、排污、排水電泵，全散熱片式中型高壓電機，各種類型變頻調速電機等。

三、電動機技術改進途徑分析

中小電機企業將直面高效節能電動機作為最重要的動力設備之一，將電能轉換成機械能。出于能源節約和環境保護的考慮，當前世界上包括中國在內的不少國家對電動機系統的節能都給予了高度重視，均把電動機節能的重點放在0.75KW 以上的電動機上。目前，中國中小型電機約有300個系列，1500個品種，產品量大面廣，應用于工業、農業、國防、公共設施、家用電器等各個領域，廣泛用于驅動各咱風機、水泵、壓縮機、機床、起重運輸機械、城市交通及工礦電動車輛、建筑機械、冶金、有色金屬、紡織、印刷、造紙、石油化工、橡膠、食品等工業設備和農業機械、以電機作為驅動的動力源，其耗用的電能占全國總發電量的60%以上。

中國正處在深化經濟體制改革和國民經濟高速發展時期，企業面臨宏觀經濟調控、能源與環保政策的規范。檢驗機構出臺的法規明確了節電產品技術標準，企業通過政府制定的節能技術產品的標準生產產品。同時，政府對節能產業實施政策引導，強化執法管理力度，為企業建立良好的市場環境。隨著政府對節能產業的扶持，節能觀念的深入普及，打造健康有序的節電產業只是時間問題。目前，電機行業已形成比較完整的產業體系，中小型電機產品的品種、規格、性能和產量基本上滿足市場需要。在經濟全球化的背景下，當今世界已進入相互競爭、相互信存的時代、如何增強中國企業的國際競爭力，推動節能型企業建立，加強工業節能管理和技術改造，引導節能產業發展，不斷提高節能意識，資源意識和環境意識，充分發揮中國企業的優勢，持續、快速、協調、健康地發展，已為形勢所迫，成為企業必須要面對的問題。

中國GDP 占全球3.8%，但消耗全球能源卻占到了11%，這表明中國經濟運行仍是高投入、高消耗高排放、不協調、低效益、難循環的粗放型經濟增長方式，尚未轉變為低投入、高產出、低消耗、少排放、能循環的集約型和節約型經濟增長方式。近年來，中國經濟可持續發展受到能源瓶頸制約，日益加劇，2002年下半年開始全國有11個省市缺電，2004年缺電擴大到24個省市，各地相繼出現不同程度的電荒、煤荒、油荒。這也告誡企業在新產品開發、工業技術、設備效率、管理水平，仍有較大空間，應深挖節能潛力。

鑒于中國電力緊張，應大力推廣節能電機。目前國內電動機產量大，使用面廣，在當前能源和環境問題極為嚴峻的形勢下，我們有必要開發節能電機或高效率電機，以使電機本身消耗的電能進一步下降，從而減少中國電動機系統的用電量。

電機行業發展應符合國家戰略要求—電機行業應根據國家戰略發展要求，做好以下幾方面工作：

1、針對交流電動機開發新產品。交流電動機的用量約占發電量的60%以上，是“用電大戶”，也是節能潛力最大的產業，抓住實施“電機節能工程”機遇，積極開展電機節能工程的技術攻關，開拓新產品。如開發超高效率電機、高效永磁同步電機，中型高低壓電機技術攻關和開發，再生能源配套發電機技術攻關和開發，以環保指標作為開發新產品的要求，大力降低噪聲，提高行業技術水平。

2、做好電機的升級換代工作。國家提出“以冷代熱”的產業政策，是節約能源和環境保護的大政方針。Y3新系列電機是國內第一個完整的全系列的冷軋硅鋼片是導磁材料的基本系列電機，達到目前國際同類產品的先進水平，是提升產品檔次和質量水平更新換代產品。在Y3系電機的基礎上，應抓緊其它主要派生系列電機的“以冷代熱”升級換代工作，如高效電機、低噪聲低振動電機、防護型電機、變頻電機、電磁制動機等。

3、積極開發電機機電一體化產品

機電一體化技術是以微電子為主導的多種新興技術與精密機械融合的綜合性高技術。中國電機行業應加大科技投入，積極開發高技術高附加值機電一體化新產品，如變頻器與電機組合為一體交流電動機，大量用于風機、水泵、壓縮機、破碎機、冶金、有色金屬、水泥、紡織食品及工礦車輛等需要電動機調速的各種設備，使其在改造中國電機產品中起到節能作用。

4、提高制造企業的工藝水平。先進的工藝、裝備才能提高產品的制造水平和產品質量。企業應投入必要的資金對產品工藝、工裝和設備進行改造，在鑄造、沖壓、金加工、絕緣處理等方面采用先進的自動檢測技術，保證零部件的質量，以滿足新產品和新標準提出的要求，促進產業結構升級。大力發展環保產業，調整產品結構，加強技術開發，特別是產品設計，將會獲得廣闊的市場，依靠科技進步和提高人的素質，利用現有的信息網絡及時、準確地為用戶提供市場信息。

四、電動機技術發展趨勢分析

1、節能環保

由于能源和環境保護愈來愈受到人們的關注，而交流電動機的用電量約占發電量的60%以上，因而電機行業成為節能潛力最大的產業之一。今后，電機產品將圍繞節能和環保兩大方面進行攻關。在十一五規劃中，國家提出實施十大節能工程，電機節能列為其中之一。行業內的企業應積極開展電機節能工程的技術攻關，開展超高效率電機、高效永磁同步電機、中型高低壓電機、再生能源配套發電機等產品新技術的研發，以環保指標作為開發新產品的要求，大力降低噪聲，提高行業技術水平。在各類節能型電機中，高效永磁同步電動機節能效果顯著，因而發展前景良好。與傳統的電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。因此，大力推廣高效電機，以及采用變頻調速和串級調速技術，是目前國內外公認的電動機節能的最佳途徑，其節電效率可達20%~30%。為此，建議國家采取財政、稅收、價格、信貸等政策措施，鼓勵支持開發此項先進節能技術，同時建立和完善節能服務體系，培育和規范節能技術市場，以促進企業節能實踐，進而推進產業升級。

雖然目前電動機具有比較高的效率，但是新的高效設計進一步降低了損耗，提高了效率，節省了電費。設計、材料和制造技術的改進，使得高效電動機比標準電動機的性能更勝一籌。高效電動機的初始投資成本雖然比標準電動機略高一些，但由于其高效率，多投資的成本通過節省的電費很快就能收回，投資回收期有時短至幾個月。

2、機電一體化方向

機電一體化技術是以微電子為主導的多種新興技術與精密機械融合的綜合性新技術。國際上技術領先的國家已大量采用電力電子技術、計算機技術、傳感技術改造電機產品，開發出一批機電一體化產品、智能化產品。新技術的運用給電機行業帶來了新的發展機遇。

隨著電力電子技術產品的成熟發展和客戶對自動化需求的增加，單獨的電機產品越來越淡化，電機、調速裝置和電器被視為一個整體。電機產品與驅動系統發展方向是：集成化，即電力電子、電機及控制系統高度集成化，使三者從設計、制造到運行、維護都更緊密地融為一體；智能化，即大量應用自適應、模糊及基于遺傳算法的各種人工智能控制方法；通用化，即同一傳動系統可以針對不同形式的電機和不同的運行模式而實行不同的控制方式；信息化，即現代電氣傳動系統不但是轉換、傳送能量的裝置，而且要成為傳遞、交換信息的通道。

3、特殊專用電機市場廣闊

由于節約能源的需要和滿足新型產業產品配套的需求，特殊專用派生系列產品將會有更大的發展，從而為用戶提供個性化的產品。例如，泵用電機，風機用電機，適用于高溫、粉塵、污垢或惡劣的大氣環境的耐用電機，適用于食品加工和其它潮濕環境的可沖洗電機；適用于石油化工等工廠的防腐電機；適用于農業戶外作業的農業電機等。