S poboljšanjem globalne industrijske automatizacije, inteligencije i životnog standarda ljudi, primjena motora u područjima kao što su automobili, kućanski aparati, elektronički audio i video, oprema za obradu informacija i industrijska automatizacija postat će sve raširenija.
Prema statistikama, prosječan broj elektromotora u vlasništvu svakog kućanstva u razvijenim zemljama iznosi od 80 do 130 komada, dok je prosječan broj elektromotora u vlasništvu kućanstava u velikim gradovima u Kini oko 20 do 40 komada, što je još uvijek daleko ispod prosječne razine u razvijenim zemljama. Stoga još uvijek postoji veliki prostor za razvoj domaće industrije elektromotora.
U usporedbi s motorima s poviješću starom preko 200 godina,BLDC motorisu zapravo relativno mladi, s poviješću dugom preko 50 godina od svog razvoja. Međutim, s razvojem poluvodičke tehnologije i popularizacijom MCU i upravljačkih komponenti, ukupni trošakBLDC motoriznatno je smanjen. Stoga je posljednjih godinaBLDC motorirazvili su se, a njihova ukupna stopa rasta također je veća od stope rasta motora.
Slika 1: Predviđanje veličine tržišta BLDC motora
Očekuje se da će složena godišnja stopa rasta odBLDC motoribit će oko 6,5% u nadolazećim godinama. Prema statistikama, veličina tržišta BLDC-a u 2019. iznosila je približno 16,3 milijarde dolara, a očekuje se da će do 2024. dosegnuti oko 22,44 milijarde dolara.
Koja je veličina tržišta? Koje su specifične primjene?
Tržište automobilskih primjena
S porastom vozila na nove izvore energije, prodorom inteligentne vožnje i pilot primjenom koncepta "Vehicle-to-everything", trend elektronizacije automobila postaje sve očitiji.
U budućim automobilima, osim pogonskih motora, električni servo upravljač, elektronički sustavi ovjesa, sustavi kontrole stabilnosti, tempomati, ABS i sustavi karoserije (kao što su prozori, brave na vratima, sjedala, retrovizori, brisači, krovni otvor itd.) bit će u velikoj mjeri korišteni s elektromotorima.
Općenito govoreći, vozila na ekonomičan pogon bit će opremljena s oko 10 motora, obični automobili bit će opremljeni s 20 do 30 motora, luksuzni automobili bit će opremljeni sa 60 do 70, ili čak stotinama motora, dok vozila na novi pogon općenito zahtijevaju 130 do 200 motora.
Slika 2: Broj motora korištenih u automobilima
S rastućom pažnjom koja se posvećuje performansama automobila, posebno zahtjevima za udobnošću, sigurnošću, ekonomičnošću goriva i zaštitom okoliša, broj elektroničkih upravljačkih uređaja i električne opreme u automobilima se odgovarajuće povećao. Korištenje raznih električnih uređaja dovelo je do povećanja broja motorne opreme u automobilima.
Vozila na novu energiju posljednjih su godina trend razvoja, a globalne politike istovremeno potiču razvoj vozila na novu energiju. Razvijene zemlje poput Europe i Amerike aktivno oblikuju tržište vozila na novu energiju, potiču razvoj vozila na novu energiju kroz razne subvencije i preferencijalne politike i zakone te potiču transformaciju s tradicionalnih vozila na gorivo na električna vozila.
Nakon srpnja 2019. u Kini je zbog naglog pada subvencija stopa rasta opala. Međutim, s kontinuiranim uvođenjem novih energetskih modela od strane velikih automobilskih poduzeća u 2020., posebno lansiranjem TESLA Modela 3, Volkswagena ID. 3 i drugih modela, očekuje se da će se industrija prebaciti s subvencionirane na potražnju, ulazeći u drugo razdoblje brzog rasta.
5G
2020. bila je ključna godina za razvoj 5G mreže u Kini. Iako je u prvom tromjesečju došlo do kašnjenja u izgradnji 5G mreže zbog utjecaja epidemije, China Mobile je izjavio da njihov cilj dosezanja 300 000 5G baznih stanica do kraja 2020. ostaje nepromijenjen. China Telecom i China Unicom također će nastojati dovršiti izgradnju 250 000 novih 5G baznih stanica u trećem tromjesečju kako bi se oporavili od utjecaja epidemije. Uz 50 000 baznih stanica koje planira China Radio and Television, Kina će ove godine izgraditi 600 000 baznih stanica.
Slika 3: Broj 5G baznih stanica koje planiraju izgraditi četiri glavna operatera u 2020. godini
U 5G baznim stanicama postoje i mnoga mjesta gdje su potrebni motori, prije svega antena bazne stanice. Trenutno je antena 5G bazne stanice opremljena upravljačkim motorima koji sadrže komponente mjenjača, uključujući dvije opcije: koračni motor i motor bez četkica. Svaka električno podesiva antena opremljena je upravljačkim motorom s mjenjačem.
Općenito, bazna stanica za običnu komunikaciju mora biti opremljena s oko 3 antene, 4G bazna stanica mora biti opremljena s 4 do 6 antena, a broj 5G baznih stanica i antena će se dodatno povećati.
Osim antene bazne stanice, sustav hlađenja u baznoj stanici također zahtijeva motorne proizvode. Kao što su ventilator računala, kompresor klima uređaja itd.
Dronovi/Podvodni dronovi
Dronovi su popularni već nekoliko godina, ali ne koriste svi dronovi motore bez četkica. Danas mnogi dronovi prelaze na motore bez četkica kako bi postigli dulje, lakše tijelo i dulju izdržljivost.
Prema izvješću Droneiija, globalno tržište dronova iznosilo je 14,1 milijardu dolara u 2018. godini, a očekuje se da će do 2024. godine globalno tržište dronova dosegnuti 43,1 milijardu dolara, s najbrže rastućim regijama Azija i Sjeverna Amerika. Prosječna stopa rasta iznosi 20,5.
Prema „Informacijskom sustavu za registraciju civilnih misija dronova“ Uprave za civilno zrakoplovstvo, krajem 2018. u Kini je bilo registrirano 285 000 dronova. Do kraja 2019. bilo je preko 392 000 registriranih dronova i 1,25 milijuna sati komercijalnog leta dronova.
Posebno tijekom epidemije početkom ove godine, dronovi su odigrali značajnu ulogu, poput prijevoza između bolnica i centara za kontrolu bolesti, implementacije automatiziranog prijevoza lijekova i uzoraka za hitne slučajeve u sprječavanju i kontroli epidemija; kruženja autocestama, zamjene ručnog rada zračnog naređivanja; dezinfekcije avatara, potpune prevencije epidemije te dezinfekcije i sterilizacije u ruralnim, pa čak i urbanim područjima diljem zemlje; transformacije u stručnjaka za propagandu, uzvikivanja slogana i nagovaranja ljudi da ostanu kod kuće i tako dalje.
Zbog utjecaja epidemije, beskontaktna dostava ponovno je stavljena u prvi plan. U Kini je Uprava za civilno zrakoplovstvo prošle godine pokrenula pilot-projekt usluge logistike i distribucije dronovima. Zbog utjecaja epidemije, tempo napretka u Kini trebao bi se ubrzati; U inozemstvu, logistički div UPS i njemački proizvođač bespilotnih letjelica Wingcopter udružili su snage kako bi u teretnu industriju uveli novu VTOL bespilotnu letjelicu za prijevoz paketa.
Tu je i podvodni dron s kojim nismo baš upoznati, a polako ga počinjemo mjeriti. Sjećam se tvrtke za podvodne dronove koju sam intervjuirao 2017., koja je bila u masovnoj proizvodnji i isporučila je samo stotine jedinica putem crowdfundinga. Sada je godišnji obujam isporuke desetke tisuća jedinica.
Električni skuter/električno vozilo
Električni skuter ne samo da zadržava originalno iskustvo vožnje, već pruža i inteligentnu pomoćnu snagu. To je prijevozno sredstvo koje se nalazi između bicikala i tradicionalnih električnih vozila. Električni skuteri uglavnom pružaju odgovarajuću pomoć pri snazi na temelju signala vožnje putem senzora, smanjujući snagu biciklista i olakšavajući vožnju korisnicima. U usporedbi s biciklima, električni skuteri imaju dodane motore, baterije, senzore, kontrolere, instrumente itd., što iskustvo vožnje čini raznolikijim. U usporedbi s tradicionalnim električnim vozilima, električni skuteri ne kontroliraju brzinu vozila okretanjem ruke, već hvatanjem signala vožnje putem senzora, kako bi razumjeli namjeru vožnje biciklista, pružili odgovarajuću pomoć pri snazi i učinili vožnju inteligentnijom.
Slika 4: Usporedba bicikala, električnih skutera i tradicionalnih električnih vozila
Prodajna cijena električnih skutera u Kini kreće se od 2000 do 10 000 juana. Europski električni skuteri s glavčinom kotača koštaju između 500 i 1700 eura, dok se cijena električnih skutera s središnjom montažom kreće između 2300 i 3300 eura. Cijena električnih skutera puno je viša od cijene bicikala i električnih vozila.
Motor je ključna komponenta električnog sustava električnog skutera. Zbog minijaturizacije, male težine, operativne učinkovitosti i pouzdanosti izgleda električnih skutera, performanse električnih skutera izravno su određene. Stoga tvrtke koje proizvode motore općenito moraju prilagoditi razvoj motora prema potrebama električnih skutera. Elektromotori čine 10% do 30% cijene električnih skutera.
U Europi postoji snažna potražnja za električnim skuterima. Prema podacima Europskog udruženja biciklističke industrije, od 2006. do 2018. prodaja električnih skutera na europskom tržištu porasla je s 98 000 jedinica na 2,5 milijuna jedinica. Godišnja složena stopa rasta dosegla je 31%.
Japansko tržište također stalno raste. Japan je bio najranija zemlja koja je razvila, proizvodila i prodavala električne skutere. U 1980-ima uspješno je razvio prvu generaciju električnih skutera. Međutim, zbog brdovitog terena Japana, neravnih cesta i ozbiljnog starenja, električni skuteri postali su nužan izbor.
Domaće tržište je u povojima. Postoji znatan prostor za budući rast. Trenutno su tvrtke poput Mobija, Xiaomija, Harrowa, Double Speeda i Eternala počele pokušavati promovirati električne skutere u Kini.
Industrijski robot
Industrijski roboti su uglavnom zamjensko tržište u Kini, a njihov prostor je prilično velik. Iako je Kina najveće svjetsko tržište primjene industrijskih robota, u području industrijskih robota, svjetski poznati proizvođači uglavnom su koncentrirani u razvijenim zemljama koje predstavljaju Sjedinjene Američke Države, Japan, Njemačka itd., kao što su ABB u Švedskoj, FANUC u Japanu, Yaskawa Electric Corporation i četiri obitelji koje predstavlja Kuka u Njemačkoj.
Slika 5: Prodaja industrijskih robota. (Izvor podataka: Međunarodna federacija robotike)
Prema podacima Međunarodne federacije za robotiku, globalna prodaja industrijskih robota u 2018. godini iznosila je 422 000 jedinica, od čega je 154 000 jedinica prodano u Kini, što čini 36,5%. Osim toga, prema podacima Nacionalnog zavoda za statistiku, proizvodnja industrijskih robota u Kini postupno raste, s oko 33 000 kompleta u 2015. na 187 000 kompleta u 2018. Stopa rasta je brza.
Štoviše, posljednjih godina, s kontinuiranim uvođenjem industrijske podrške od strane vlade i kontinuiranim probojem domaćih poduzeća, stopa lokalizacije domaćih industrijskih robota kontinuirano raste. U prvoj polovici 2018. godine, domaći udio prodaje robotskih tijela porastao je s 19,42% u 2015. na 28,48%. Istovremeno, ukupna prodaja industrijskih robota u Kini također je održala rast.
Ventilator
Ventilatori uključuju: ventilatore, nape, sušila za kosu, zavjesne ventilatore, HVAC ventilatore itd. Glavni proizvođači u nizvodnoj industriji uključuju Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss i tako dalje.
Iz perspektive kućanskih ventilatora, ovo je vrlo veliko tržište, a proizvodnja kućanskih ventilatora u Kini je vrlo velika. Prema podacima Nacionalnog zavoda za statistiku, u 2018. godini proizvodnja kućanskih ventilatora u Kini iznosila je 180 milijuna jedinica. Nije bilo podataka za prosinac 2017., ali podaci za 11 mjeseci bili su 160 milijuna jedinica. U 2016. godini bilo je 160 milijuna jedinica, a procjenjuje se da je u 2019. godini bilo oko 190 milijuna jedinica.
Slika 6: Proizvodnja kućanskih ventilatora u Kini. (Izvor podataka: Nacionalni zavod za statistiku)
Trenutno, glavni proizvođači malih kućanskih aparata u Kini, kao što su Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett itd., uglavnom imaju proizvode s motorima bez četkica na tržištu. Među njima, Emmett ima najveću količinu, a Xiaomi ima najnižu cijenu.
Ulaskom prekograničnih proizvođača poput Xiaomija, stopa konverzije motora bez četkica u području kućanskih ventilatora počela se ubrzavati. Sada, u području kućanskih ventilatora, domaći proizvođači motora bez četkica imaju svoje mjesto.
Osim ventilatora za kućanstva, postoje i ventilatori za računala. Zapravo, termalni ventilatori za ventilatore počeli su prelaziti na motore bez četkica prije mnogo godina. U ovom području postoji poduzeće Ebm-papst, čiji se proizvodi za ventilatore i motore široko koriste u mnogim industrijama kao što su ventilacija, klimatizacija, hlađenje, kućanski aparati, grijanje i automobili.
Trenutno mnoge tvrtke u Kini proizvode ventilatore za računala bez četkica slične EBM-u i zauzele su mnoga EBM tržišta.
Pogotovo s porastom broja domaćih punionica, domaći proizvođači trebali bi imati velike prilike. Sada je zemlja također uključila punionice u projekt „Nove infrastrukture“, koji bi ove godine trebao doživjeti veći razvoj.
Tu su i ventilatori za hlađenje zamrzivača. Zbog utjecaja industrijskih standarda i nacionalnih standarda energetske učinkovitosti, ventilatori za hlađenje zamrzivača počeli su prelaziti na BLDC motore, a brzina pretvorbe je relativno velika, što rezultira relativno velikim brojem proizvoda. Očekuje se da će se do 2022. 60% strojeva za hlađenje zamrzivača zamijeniti motorima s promjenjivom frekvencijom. Trenutno su domaći proizvođači strojeva za hlađenje zamrzivača uglavnom koncentrirani u regijama delte rijeke Jangce i delte Biserne rijeke.
Što se tiče ventilatora, tu je i napa, koja je važna komponenta kuhinjskih aparata. Međutim, zbog troškova, stopa pretvorbe bez četkica nape još uvijek nije visoka. Trenutno, shema pretvorbe frekvencije iznosi oko 150 juana, ali sheme s motorom bez četkica mogu se dovršiti unutar stotinjak juana, a jeftinije mogu koštati čak i oko 30 juana.
Mnogi novi ventilatori i pročišćivači zraka također koriste rješenja s motorima bez četkica. Trenutno, mali proizvodi na tržištu uglavnom koriste Nedicove motore s vanjskim rotorom, dok veliki pročišćivači zraka uglavnom koriste EBM ventilatore.
Osim toga, tu je i ventilator za cirkulaciju zraka koji se proizvodi posljednje dvije godine, a njegova trenutna vrijednost je relativno visoka. Općenito, gotov proizvod košta 781 jedinicu, a postoje i nekoliko skupljih, u rasponu od 2000 do 3000 jedinica.
Kompresor
Zbog činjenice da brzina kompresora hladnjaka određuje temperaturu unutar hladnjaka, brzina kompresora hladnjaka s promjenjivom frekvencijom može se mijenjati ovisno o temperaturi, što omogućuje hladnjaku da vrši prilagodbe na temelju trenutne temperaturne situacije i bolje održava konstantnu temperaturu unutar hladnjaka. Na taj način će učinak očuvanja hrane biti bolji. Većina kompresora hladnjaka s promjenjivom frekvencijom koristi BLDC motore, što rezultira većom učinkovitošću, nižom bukom i duljim vijekom trajanja tijekom rada.
Slika 7: Prodaja hladnjaka i hladnjaka s promjenjivom frekvencijom u Kini. (Izvor podataka: Nacionalni zavod za statistiku)
Ovo područje su prije dominirali proizvodi japanskih, korejskih i tajvanskih proizvođača, ali nakon 2010. godine domaći proizvođači su brzo krenuli. Kaže se da jedan proizvođač u Šangaju ima godišnji obujam isporuke od gotovo 30 milijuna jedinica.
S napretkom domaćih proizvođača poluvodiča, bilo da se radi o proizvođačima glavnih mikrokontrolera, pogonskim uređajima za predpogon ili energetskim MOSFET-ima, domaći proizvođači u osnovi mogu pružiti.
Također, tu je i kompresor klima uređaja. Trenutno je klima uređaj s promjenjivom frekvencijom široko prihvaćen, a klima uređaj s promjenjivom frekvencijom postao je trend. Proizvodnja klima uređaja u Kini također je prilično velika. Prema Nacionalnom zavodu za statistiku, proizvodnja motora klima uređaja u 2018. godini iznosila je 360 milijuna jedinica, a proizvodnja BLDC motora za klima uređaje oko 96 milijuna jedinica. Štoviše, proizvodnja BLDC motora za klima uređaje u osnovi se povećava svake godine.
Električni alati
Električni alati su jedan od najčešće korištenih hardverskih i elektromehaničkih proizvoda. Zbog svoje lagane konstrukcije, praktične prenosivosti, visoke proizvodne učinkovitosti i niske potrošnje energije, široko se koriste u procesima bušenja, rezanja i brušenja u raznim industrijama kao što su građevinarstvo, dekoracija, obrada drva, obrada metala i druge proizvodne industrije.
Kontinuiranim razvojem tehnologije i postupnim prihvaćanjem koncepta "uradi sam", raspon primjene električnih alata također se stalno širi. Mnoge tradicionalne ručne operacije s alatima počinju se zamjenjivati električnim alatima, a električni alati se šire i od industrijske primjene do obiteljskog života. Potražnja za električnim alatima raste iz godine u godinu.
Električni alati bez četkica zapravo su se pojavili davno. Godine 2010. neki strani brendovi predstavili su električne alate s motorima bez četkica. Razvojem tehnologije litij-ionskih baterija, cijene postaju pristupačnije, a veličina ručnih alata raste iz godine u godinu. Sada se mogu podjednako podijeliti s alatima koji se utikaju u utičnicu.
Prema statistikama, kućanski električni ključevi u osnovi su bili bez četkica, dok električne bušilice, visokonaponski alati i vrtni alati još nisu u potpunosti bez četkica, ali su i oni u procesu prenamjene.
To je uglavnom zbog uštede energije i visoke učinkovitosti motora bez četkica, što omogućuje dulji rad ručnih električnih alata. Danas su mnogi međunarodni i domaći proizvođači uložili mnogo resursa u razvoj proizvoda, kao što su Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita itd.
Trenutno je razvoj električnih alata u Kini također vrlo brz, posebno u regijama Jiangsu i Zhejiang, gdje su koncentrirani mnogi proizvođači električnih alata. Posljednjih godina, cijena rješenja za upravljanje motorima bez četkica u regijama Jiangsu i Zhejiang naglo je pala, a mnogi proizvođači su pokrenuli rat cijenama. Kaže se da rješenje za upravljanje motorom bez četkica za električni alat košta samo oko 6 do 7 juana, a neki čak samo 4 do 5 juana.
Pumpa
Vodene pumpe su relativno tradicionalna industrija sa širokim rasponom vrsta i rješenja. Čak i za pogonske ploče iste snage, trenutno su na tržištu dostupne različite vrste, s cijenama u rasponu od manje od dva juana do između četrdeset i pedeset juana.
Kod primjene vodenih pumpi, trofazni asinkroni motori se uglavnom koriste za srednje do velike snage, dok se AC bipolarne pumpe uglavnom koriste za male i mikro vodene pumpe. Trenutna obnova sjevernog grijanja dobra je prilika za tehnološke inovacije u rješenjima za pumpe.
Samo s tehničkog gledišta, motori bez četkica su prikladniji za primjenu u području pumpi, jer imaju određene prednosti u volumenu, gustoći snage, pa čak i cijeni.
Osobna zdravstvena njega
Što se tiče osobne zdravstvene njege, postoje dva reprezentativna proizvoda, jedan je Dysonov popularni internetski proizvod, zračni kanal, a drugi je pištolj za fasciju.
Otkad je Dyson lansirao proizvod za vjetrovodove koji koristi brze digitalne motore, to je pokrenulo cijelo tržište vjetrovodova.
Prema uvodu Qian Zhicuna iz Jingfeng Mingyuana u prošlosti, trenutno postoje tri glavna smjera za domaće sheme aerotunela: jedan se temelji na Dysonu kao mjerilu, koristeći shemu ultrabrzog motora bez četkica, s općom brzinom od oko 100 000 okretaja u minuti, s najvišom brzinom od 160 000 okretaja u minuti; Druga opcija je zamjena U motora, koji ima brzinu sličnu onoj U motora, ali ima prednosti male težine i visokog tlaka zraka; Treća je shema visokog napona s vanjskim rotorom, pri čemu motor uglavnom oponaša Nedićevu shemu.
Trenutno se domaći imitacijski proizvodi ne kopiraju samo u prošlosti, već su u osnovi postigli izbjegavanje patenta i uveli određene inovacije.
Volumen isporuke pištolja za fasciju počeo je naglo rasti posljednjih godina. Kaže se da su treneri u teretanama i sportski entuzijasti sada opremljeni pištoljima za fasciju. Pištolj za fasciju koristi mehaničke principe vibracije za prijenos vibracija na duboke mišiće fascije, postižući učinak opuštanja fascije i smanjenja napetosti mišića. Neki ljudi koriste pištolj za fasciju kao alat za opuštanje nakon vježbanja.
Međutim, voda u fascijskom pištolju sada je također vrlo duboka. Iako izgledom izgleda slično, cijene se kreću od preko 100 juana do preko 3000 juana. Tržišna cijena upravljačke ploče pogona BLDC motora koja se koristi u fascijskom pištolju sada je pala na 8 juana, a pojavila se čak i upravljačka ploča pogona od oko 6 juana. Cijena fascijskog pištolja naglo je pala.
Kaže se da je proizvođač motora bio pred bankrotom, ali uz pomoć proizvoda za fascijalni pištolj, odmah se vratio u život. I bilo je prilično hranjivo.
Naravno, uz ova dva proizvoda, postoji i trend prema motorima bez četkica u proizvodima kao što su brijaći aparati za dječake i aparati za uljepšavanje za djevojčice.
Zaključak
Sveukupno, BLDC motori su još uvijek u ranoj fazi razvoja i njihova primjena sada cvjeta. Osim onih koje sam ovdje spomenuo, postoje i mnogi drugi, poput servisnih robota, AGV-ova, robota za čišćenje, razbijača zidova, friteza, perilica posuđa i tako dalje. Zapravo, postoje mnoga područja u našim životima gdje koristimo elektromotore, a još uvijek postoje mnoge primjene koje čekaju da istražimo u budućnosti.
Vrijeme objave: 15. srpnja 2023.
