1. Електричні машини: призначення та класифікація
Електрична машина — це електромагнітний механічний пристрій, який перетворює та передає енергію за рахунок взаємодії електрики та магнетизму.
У широкому розумінні до електричних машин належать двигуни та генератори. Двигун отримує електричну енергію і передає механічну енергію; Різні двигуни широко використовуються в промисловості та побутових приладах, головним чином для приводу механічного обладнання.
Генератор отримує механічну енергію і виробляє електричну. Розвиток генераторів і супутнього обладнання дозволяє отримувати електроенергію з теплової, гідравлічної, атомної, вітрової, сонячної енергії та біомаси, забезпечуючи сектори економіки та міське та сільське населення.
Як правило, слово «електрична машина» в цьому контексті відноситься до електродвигуна. Незважаючи на відмінності конструкції, він зазвичай складається з нерухомої, поворотної і допоміжної частин. Нерухома частина об'єднує корпус, раму, сердечник і обмотку статора, торцеві кришки, основу та інші магнітопровідні, струмопровідні та опорні елементи.
Обертова частина включає в себе вал, сердечник, опору і обмотку ротора, контактні кільця, колектор і вентилятор. Додаткові частини включають підшипники, щітки та охолоджувачі. Різноманітність моделей, розмірів, потужності, кінців валів та ізоляції визначає багато типів електричних машин.
Відповідно до промислової практики двигуни класифікуються, з одного боку, за висотою осі на великі, малі та середні та мікромотори, а з іншого боку, за спеціальними характеристиками на стандартні та спеціальні.
Оскільки двигуни середнього та малого розмірів мають багато подібності у технології виробництва та кінцевих користувачів, промисловість зазвичай об’єднує їх у категорію двигунів малого та середнього розміру.
Відповідно до програми підвищення енергоефективності двигунів на 2013–2015 роки, опублікованої в червні 2013 року Міністерством промисловості та інформаційних технологій і Генеральним управлінням контролю якості, інспекції та карантину, за енергоефективністю двигуни поділяються на високоефективні та звичайні.
В умовах посилення ресурсних обмежень провідні розвинені країни розглядають підвищення ККД двигуна як важливий захід енергозбереження.
У 2008 році Міжнародна електротехнічна комісія IEC створила єдину всесвітню класифікацію енергетичної ефективності двигунів (див. таблицю 1) і стандартизовані методи випробувань.
У США високоефективні двигуни є обов’язковими з 1997 року, надекономні – з 2011 року; Європа також почала вимагати впровадження високоефективних двигунів у 2011 році. Китай випустив GB18613-2006, а потім переглянув його до IEC; GB18613-2012 набрав чинності 1 вересня 2012 року.
Відповідно до цього стандарту переважна більшість двигунів, вироблених у Китаї, не класифікувалися як високоефективні двигуни, вимагаючи від них відповідності або перевищення рейтингу енергоефективності GB18613-2012. Для прискорення промислового енергозбереження, трансформації моделі розвитку та досягнення обов'язкових завдань тринадцятої п'ятирічки необхідно істотно підвищити енергоефективність двигунів.
Світова електротехнічна промисловість веде свою історію від ручного дискового генератора постійного струму, створеного британцем М.
Фарадея в 1831 році, тобто більше 180 років. Китайська промисловість бере свій початок понад століття з виробництва генераторів Wimshurst та інших освітніх електричних і магнітних інструментів Тяньцзіньською фабрикою навчальних посібників у 1905 році.
До утворення Китайської Народної Республіки обладнання, технології, рівень продукції та виробничі потужності значно поступалися світовим. На шанхайських заводах Qian Yong Ji, Huasheng і Huacheng найпотужніші двигуни мали лише 200–300 кВт.
За понад 60 років після заснування Китайської Народної Республіки галузь пройшла шлях від малого до великого масштабу, від слабкості до сили, від відставання до лідируючих позицій, постійно покладаючись на імпорт, впровадження технологій, їх розвиток і повторні інновації, а потім і власні розробки. Після початкового економічного відновлення в перші роки існування КНР
Серед 156 проектів п'ятирічки були електротехнічні. Послідовно були створені Шанхай, Харбін, Сянтань, Цзямус, Ланьчжоу, Шеньян та інші допоміжні заводи. Швидкий розвиток виробництва, передачі та розподілу електроенергії сприяв зростанню галузі. Була сформована повна система виробництва та бізнесу, а асортимент продукції, розміри, характеристики та обсяги в основному відповідають потребам китайської економіки.
Установлена потужність двигунів малої і середньої потужності в Китаї досягла 1,6 млрд кВт; країна стала великим світовим виробником, споживачем і експортером таких двигунів.
2. Масштаби та зростання галузі
За останні десять років галузь загалом зростає. Двигуни змінного струму складають переважну більшість виробництва, тому їх розвиток і темпи зростання значною мірою відображають стан галузі в цілому.
(1) Розмір галузі та темпи зростання
За даними Національного статистичного бюро, з 2001 по 2013 рік виробництво двигунів змінного струму в Китаї зросло з 62,6327 до 279,1460 млн кВт на рік із середньорічним зростанням на 13,26%. У 2012 році приріст до 2011 року склав 5,0235 млн. кВт, або 1,99%; у 2013 році – 22,234 млн. кВт, або 8,65 %. Ринок продовжував стабільно зростати.
(2) Масштаб і зростання малих і середніх двигунів
За словами експертів відділу малих і середніх двигунів Асоціації електротехнічної промисловості Китаю, загальний дохід 77 контрольних підприємств склав близько 60% галузі.
Виходячи з цього, дохід китайської промисловості малих і середніх двигунів у 2013 році оцінювався в 100 мільярдів юанів. Багато підприємств випускають також великогабаритні і мікродвигуни та інше електрообладнання; Наприклад, статистика Wolong включала нерухомість і великі двигуни, тоді як Xiangtan Electric переважно виробляла вітрові турбіни та великі двигуни, дохід від яких був включений у категорію малих і середніх.
Після виключення цих продажів розмір малої та середньої двигунобудівної промисловості Китаю в 2013 році оцінювався як мінімум у 60 мільярдів юанів.
Згідно з прогнозом Шанхайського науково-дослідного інституту електротехніки, загальна потужність полюсних підприємств мала збільшитися з 159,20 млн кВт у 2010 році до 259,20 млн кВт у 2020 році на 62,81%. Виробництво окремих видів і його зростання наведені нижче:
Основними факторами, що обумовлюють попит на двигуни в Китаї, є:
1) Міжнародне переміщення виробництва
Через вартість робочої сили та інші фактори розвинені країни поступово переносять виробництво двигунів у країни, що розвиваються. Китай став світовою виробничою базою; Тут створили виробничі центри ABB, SIEMENS, GAMESA та інші відомі виробники.
2) Відродження світової економіки та економічне зростання Китаю
Економіка США почала покращуватися, Європа поступово відновлюється, а Китай переходить від високого зростання до помірного з акцентом на якості. У майбутньому Китай збільшить інвестиції в енергозбереження, захист навколишнього середовища, інфраструктуру, суспільний добробут і споживання. Зростання світової економіки забезпечить простір для довгострокового сталого розвитку галузі.
3) Конструктивне оновлення та заміна низькоефективних виробів
Державним планом розвитку енергозбереження та охорони навколишнього середовища на дванадцяту п'ятирічку передбачено широке впровадження трифазних асинхронних двигунів малої та середньої потужності першого та другого класів енергоефективності та підвищення ефективності систем.
Програма енергоефективності двигунів на 2013–2015 рр. Міністерства промисловості та інформаційних технологій і Головного управління контролю якості, інспекції та карантину підтримує розробку та впровадження ефективних двигунів, модернізацію промисловості та загальне підвищення ефективності. Масове виведення з експлуатації застарілих двигунів стимулює попит.
Більш високі стандарти також сприяють консолідації галузі, збільшуючи переваги компаній, які займаються дослідженнями та виробництвом високопродуктивних двигунів.
3. Майбутні тенденції розвитку
Промисловість, особливо малі та середні двигуни, характеризується великою кількістю моделей і типів, різноманітними галузями споживання та величезним енергоспоживанням. Це створює тенденції до високої ефективності, спеціалізації та індивідуального виконання.
(1) Висока ефективність та енергозбереження
Оптимізація електромагнітної та механічної конструкції, нові матеріали, обладнання та технології зменшують мідні, магнітні, адитивні та механічні втрати та покращують перетворення енергії. Малі та середні двигуни використовуються в багатьох промислових цілях; Підвищення їх ефективності є важливим для енергозбереження, ефективності підприємства та захисту навколишнього середовища та є одним із шляхів досягнення цілей енергозбереження та скорочення викидів.
Швидке економічне зростання зробило Китай великим споживачем енергії.
На конференції в Копенгагені уряд оголосив про скорочення споживання енергії та викидів CO2 на одиницю ВВП до 2020 року на 40–45% порівняно з рівнем 2005 року. Дванадцята п'ятирічка передбачала зниження цих показників на 16% і 17%.
У національному внеску, представленому перед Паризькою конференцією, Китай окреслив пік викидів CO2 приблизно у 2030 році, намагаючись зробити це раніше, і знизивши вуглецеву інтенсивність ВВП на 60–65% до 2005 року. Екологічна цивілізація має стати важливою частиною тринадцятого п’ятирічного плану з принципами інновацій, координації, екологічності, відкритості та обміну результатами.
Технологічні та інституційні інновації, оптимізація промислової структури, низьковуглецева енергетика, зелені будівлі, транспорт і національний вуглецевий ринок мають створити модель для гармонійного розвитку людини та природи.
Підвищення ефективності виробництва, передачі та споживання енергії дає змогу знизити енергоємність ВВП при продовженні зростання.
На електроенергію припадає більше 50% споживання енергії, а на двигуни припадає більше 50% загального споживання енергії. Тому підвищення їх ефективності є необхідним для політики енергозбереження.
Двигуни та системи приводу стали однією сферою з великим потенціалом. Уряди та організації розробляють рішення, інструкції, стандарти та правила для різних застосувань і галузей промисловості та створюють екологічно чисті продукти.
Прикладами є єдині стандарти IEC щодо ефективності та тестування, європейський EuroDEEM, американський MMASTER і програма екодизайну ЄС. Підтримка Китаєм ефективних двигунів і систем, а також повне впровадження суворих екологічних норм роблять високо- та надефективних двигуни малого та середнього розміру, двигуни зі змінною швидкістю та двигуни з постійними магнітами, системи енергозбереження та зелені технології природним напрямком розвитку.
(2) Спеціалізація та налаштування
Споживачі малих і середніх двигунів працюють у металургії, енергетиці, нафтохімії, гірничодобувній промисловості, виробництві будівельних матеріалів, комунальному господарстві та водному господарстві. Їхня потреба в енергоефективності та спеціалізації спонукає їх створювати професійні ефективні продукти. Індивідуальна розробка вибухозахищених двигунів із змінною частотою та двошвидкісними двигунами покращує ефективність клієнтів, зміцнюючи розвиток виробника, основні компетенції та позиції в галузі.
Щоб підвищити енергоефективність кінцевого споживача, виробникам недостатньо постачати спеціалізовані універсальні двигуни для виробників насосів, вентиляторів і компресорів. Необхідно брати участь у проектуванні та дослідженні їх продукції та розробляти відповідні двигуни відповідно до необхідних характеристик. Така участь покращує сприйняття продукту на ринку та зміцнює співпрацю зі споживачами, допомагаючи зберегти та розширити частку ринку.
(3) Інтелектуальна автоматизація
Провідні світові приводні системи вже об’єднують діагностику, захист, контроль і зв’язок, забезпечуючи самодіагностику, самозахист, автоматичний контроль швидкості та дистанційне керування. Перехід китайського машинобудування до вищих, точних і прогресивних технологій і конвергенція індустріалізації та інформатизації роблять інтелектуальні системи неминучою тенденцією.
Все більше і більше підприємств приймають дослідження щодо узгодження двигунів, навантажень і систем керування, оптимізованого дизайну та енергозберігаючого керування промисловими малими та середніми приводами. Розробляються двигуни та системи з внутрішнім зворотним зв'язком, енергозберігаюче керування двопотужними машинами, фазне енергозберігаюче керування, а також програмне забезпечення для аналізу ефективності та керування. Інтегроване проектування та виготовлення контролю, датчиків і виконавчого механізму дозволяє враховувати різні режими і навантаження.
(4) Всебічна інтеграція
Розвиток і застосування силової електроніки, обчислювальної та мікроелектронної техніки та теорії керування розширюють області використання двигунів малої та середньої потужності. Щоб працювати ефективно, результативно та економічно, вони взаємодіють з комп’ютерами, контролерами, перетворювачами електроенергії та датчиками та часто інтегровані з виконавчими механізмами та навантаженнями: механічними, гідравлічними та пневматичними пристроями.
Таким чином, двигун стає не окремим компонентом виконавчого механізму, а повною мехатронною системою із заданою функцією.
АББ, Siemens і Mitsubishi перетворилися з виробників двигунів на відомих постачальників двигунів і систем керування, розширивши асортимент частотних перетворювачів, пристроїв плавного пуску та інших засобів керування. Це забезпечило технологічні та конкурентні переваги та значну частку ринку.
Деякі китайські виробники вже досліджують управління приводом, системну інтеграцію, оптимальну відповідність параметрів та інтегроване керування та випускають досить зрілі продукти.
Двигуни широко використовуються в металургії, енергетиці, нафтохімії, вугільній та гірничодобувній промисловості, виробництві будівельних матеріалів, паперу, комунальному та водному господарстві, суднобудуванні та портових перевалках. Вони потрібні скрізь, де електрична енергія перетворюється на механічну або навпаки, що визначає величезну місткість ринку.
За загальноприйнятими міжнародними оцінками, встановлена потужність двигунів у 2,5–3,5 рази перевищує потужність генераторів.
У майбутньому виробництво в Китаї має продовжувати зростати. До 2020 року прогнозована генеруюча потужність складала 1 кВт на людину проти 3 кВт у США, а встановлена потужність двигуна становила близько 4,5 млрд кВт порівняно з тодішнім рівнем близько 1,2 млрд кВт.
Понад 3 мільярди кВт нових потужностей створили великий ринок для ефективних і спеціальних двигунів. Попит поділяється на інкрементальний — щорічні нові установки — і заміну, тобто заміну старих двигунів новими, особливо енергозберігаючими.
Двигуни змінного струму складають основну частину ринку, тому їх продуктивність можна приблизно використовувати як показник галузі в цілому.
За даними статистичного управління, у 2001–2013 роках виробництво двигунів змінного струму зросло з 62,6327 до 279,1460 млн кВт на рік, у середньому на 13,26% щорічно.
Галузь тісно пов'язана зі зростанням ВВП. З уповільненням світової економіки Китай відчував тиск уповільнення та інфляції; Запланований середній приріст ВВП дванадцятої п'ятирічки було знижено до 7%.
Недостатній попит і відносний надлишок потужностей уповільнили зростання галузі до негативних рівнів. Проте в довгостроковій перспективі Китай залишався на стадії бурхливого розвитку.
Урбанізація та оновлення обладнання постійно збільшували попит металургійної, сталеливарної, цементної, енергетичної та суднобудівної промисловості. Впровадження ефективних двигунів малого та середнього розміру забезпечило провідним підприємствам можливості для швидкого зростання.
За консервативними оцінками середньорічний приріст потужності змінного двигуна протягом наступних п’яти років становив понад 7%. При розрахунку на рівні 7% і середньому десятирічному показнику 13,26%, прогнозується, що вихід за п'ять років буде в діапазоні 392-520 мільйонів кВт на рік.
Згідно зі статистичними даними відділу малих і середніх двигунів асоціації в 2013 році, двигуни постійного струму становили лише 2,93% виробництва допоміжних підприємств і поступово були замінені двигунами змінного струму.
Проте вони забезпечують хороший контроль, рівномірну, плавну, плавну зміну швидкості в широкому діапазоні при великих навантаженнях і високий пусковий момент з економним керуванням. Тому їх часто використовують у великих реверсивних прокатних станах і лебідках.
Незважаючи на те, що перетворювач частоти дозволяє змінному приводу досягти подібного результату, постійні двигуни, особливо великі, зберігають переваги в загальній надійності та економічній життєздатності. Складні перетворювачі на їх заміну вже давно постачаються в основному GE, SIEMENS, ABB і TMEIC.
Незважаючи на зниження ціни, вартість залишилася приблизно в 3 рази вищою, ніж у систем постійного струму, а співвідношення ціна/продуктивність було низьким. Технічне обслуговування та ремонт вимагають кваліфікованого персоналу, якого зазвичай не мають малі та середні китайські підприємства, тому несправності не завжди усуваються швидко, і широкого впровадження не відбулося.
Спеціалізовані, великі та ефективні двигуни постійного струму залишаються можливостями ринку.
За статистичними даними допоміжних підприємств асоціації, у 2013 році виробництво двигунів постійного струму склало 5,061 млн. кВт, що на 1,069 млн. кВт, або на 17,44%, менше, ніж у попередньому році.
За даними Держстату, у 2001–2013 роках виробництво генеруючого обладнання зросло з 13,3935 до 127,3520 млн кВт на рік із середньорічним приростом на 20,64%.
Розвиток вітрових ресурсів Китаю залишається загалом низьким, а невикористаний потенціал величезний.
Збільшення потужності агрегатів стало міжнародним трендом. З розвитком офшорної вітроенергетики почалася комерційна експлуатація установок потужністю 3–6 МВт.
З 2010 року галузь увійшла в період коригування промисловості та політики; Після піку швидкість зростання знизилася. Надлишок потужностей, низька цінова конкуренція та іноземні антидемпінгові та компенсаційні заходи призвели до тривалого скорочення нових установок у 2012 році.
У Китаї тоді було додано 12 960 МВт - на 26,5% менше, ніж у попередньому році. Оскільки обмеження генерації та проблеми з підключенням зменшилися, у 2013 році почалося відновлення, за попередньою оцінкою Асоціації вітроенергетики 16 100 МВт нових установок, що на 24% більше, ніж у 2012 році.
Загальна потужність перевищила 90 млн кВт. У 2013 році енергія вітру випередила атомну енергію і вперше стала третім джерелом електроенергії в Китаї.
Реалізація політики та структурна перебудова повинні підтримувати подальше зростання.
Газифікація виробництва біомаси є чистішою, ніж пряме спалювання, і майже не виділяє шкідливих газів.
Він підходить для розподіленого використання біомаси, вимагає менше інвестицій і має низькі витрати на виробництво, що особливо корисно для країн, що розвиваються. Загальна встановлена потужність перевищила 50 мільйонів кВт і може замінити понад 90 мільйонів тонн умовного палива.
У провідних США потужність перевищує 10 000 МВт, понад 40% відновлюваної генерації. У Китаї частка біомаси серед відновлюваних потужностей становить лише 0,5% проти середньосвітових 25%, що створює широкі перспективи.
Попит на двигуни в країнах, що розвиваються, швидко зростає. Зокрема Китай та Індія, а також країни БРІКС, що швидко розвиваються, Південна Африка, Бразилія та Росія, протягом останніх років зберігали потужне економічне зростання. Інфраструктура та супутнє виробництво викликали великий попит.
Основні сфери попиту на ринку:
1) Потреба нової індустріалізації
Швидке промислове зростання Китаю зіткнулося з ресурсними та екологічними обмеженнями. Модель високого споживання енергії та викидів стала нежиттєздатною, і галузь рухається до ресурсозбереження та сталого розвитку. Доповідь 18-го з'їзду партії окреслила новий шлях індустріалізації: висока технологічність і економічна ефективність, низьке споживання ресурсів і забруднення, повне використання переваг людських ресурсів.
Глобальна фінансова криза сповільнила зростання Китаю й водночас створила умови для прискореної нової індустріалізації. Конструктивні зміни, модернізація та енергозбереження вимагають великої кількості ефективних двигунів з високою одиничною потужністю, що розширює галузевий ринок.
2) Вимагайте енергозбереження
Високоефективні двигуни поєднують економічні та суспільні переваги та стали пріоритетом галузі, створюючи безпрецедентні можливості та виклики. Очікується, що з впровадженням і зміцненням політики впровадження вони швидко зростатимуть. Комплексна програма енергозбереження та скорочення викидів дванадцятої п'ятирічки від 31 серпня 2011 року передбачає бюджетні субсидії на ефективні двигуни та підвищення ефективності роботи систем на 2-3 відсоткові пункти до 2015 року. Окрім нових установок, існує великий попит на заміну традиційних двигунів, які вже працюють, навіть тих, що не досягли кінця свого терміну служби.
Енергозбереження, охорона навколишнього середовища та екологічна цивілізація – важливі теми тринадцятої п'ятирічки.
За оцінками Міністерства охорони навколишнього середовища, щорічні інвестиції в охорону навколишнього середовища можуть зрости приблизно до 2 трильйонів юанів, а загальні державні інвестиції можуть перевищити 17 трильйонів. Інвестиції в енергозбереження та екологію можуть зрости більш ніж удвічі порівняно з попередньою п'ятирічкою.
Зростання вартості робочої сили та матеріалів зменшує ефект пасивного скорочення викидів шляхом закриття застарілих потужностей. Основні засоби – це оновлення обладнання, технологій та підвищення технічного рівня продукції.
PetroChina, Sinopec, South-to-North Water Transfer Project та інші підприємства та проекти оголосили про масштабні закупівлі ефективних двигунів і прискорений вивід енергоємної та старої техніки.
3) Зовнішні ринки
На світовому ринку продовжують домінувати кілька великих транснаціональних компаній: GE, SIEMENS, ABB і TMEIC з передовими технологіями проектування та виробництва.
Експорт Китаю склав близько 10% від загального виробництва двигунів. Іноземні постачальники часто завищують ціни.
Китай має перевагу у вартості робочої сили та державну підтримку власних інновацій та промислової модернізації. Зосередженість на дослідженнях і технологічних проривах поступово усуває розрив.
Керуючись попитом, інновації знову посилюються, самозабезпеченість високоякісними продуктами зростає, а великі місцеві виробники отримують перші можливості конкурувати з міжнародними лідерами.
У США та інших розвинутих країнах кількість традиційних виробників двигунів поступово скорочується, а імпорт зростає, що створює можливості для Китаю, який у майбутньому може стати світовим центром виробництва двигунів. Швидке зростання попиту з боку країн, що розвиваються, особливо Індії, Південної Африки, Бразилії та Росії, зумовлене економікою, інфраструктурою та суміжним виробництвом і стимулює китайський експорт.
(2) Ринкова пропозиція
Виробники в Китаї поділяються на державні, в тому числі контрольовані державою, іноземні, в тому числі контрольовані іноземними державами, і приватні. Малі та середні двигуни переважають державні та приватні підприємства; іноземці лише певною мірою сприяли вдосконаленню технології та обсягів виробництва.
Економіка Китаю поступово перейшла від двозначного зростання до стійкого зростання близько 7%. Промислова та макроекономічна політика визначила напрямок для двигунів малого та середнього розміру. У той же час з'явилися дисбаланс, непослідовність і нестабільність: надлишок потужностей низького і середнього рівнів, тиск уповільнення і труднощі з експортом; складна реструктуризація асортименту та опір впровадженню ефективних продуктів; коливання сировини, зростання вартості робочої сили та зменшення прибутку. Підвищення технічного рівня та вилучення застарілих потужностей стали загальним напрямком галузі.
Звичайні двигуни випускають багато підприємств з невеликими індивідуальними частками.
Концентрація невелика, але зростає. У Китаї налічується близько 2000 малих і середніх виробників двигунів, з яких близько 300 мають значний масштаб; вони зосереджені в Чжецзяні, Цзянсу, Шанхаї, Шаньдуні, Гуандуні та Фуцзяні.
Згідно зі статистикою асоціації, лідерами за виручкою в 2014 році були Wolong Electric Group, Zhuhai Kaibang Motor і Shandong Huali Motor Group; для експортного виробництва - Wolong, Fujian Anbo Motor Group і Zhejiang Jinlong Motor; про кумулятивне впровадження ефективних двигунів - Wolong, Jiangsu Small and Medium Motor і Zhejiang Jinlong Motor. Галузь продовжує консолідуватися.
Відповідно до основних даних підприємства, які включають доходи групи від великих двигунів, електрообладнання та нерухомості, загальний дохід зріс з 32,990 мільярда юанів до 54,05 мільярда юанів у 2007-2012 роках. Частки трьох і десяти провідних учасників зросли і в 2012 році досягли 50,30% і 73,90% відповідно.
Малі та середні двигуни мають висоту осі 80–630 мм. Як основні компоненти для перетворення електричної енергії в механічну, вони широко використовуються в насосах, вентиляторах і компресорах, які тісно пов'язані з економікою. Ці типи обладнання поширені в суспільному житті та становлять важливу частину споживання електроенергії, тому їх ефективність має значний вплив на загальну енергоефективність. Важливим показником технічного рівня таких двигунів є ККД.
Запорукою високої ефективності є зниження власних втрат двигуна: в сталі, міді, механічних і додаткових, для отримання механічної потужності на виході.
Основні виробники двигунів малого та середнього розміру зазвичай зменшують втрати наступними способами:
(1) Обмотки статора з низьким рівнем гармонік зменшують втрати міді та додаткові втрати. Поліпшення форми магніторушійної сили зменшує додаткові втрати і втрати в обмотках статора і ротора. Вакуумне просочення обмотки ізоляційним лаком без розчинників підвищує електричну міцність, зменшує нагрівання та споживання енергії, збільшує термін служби.
Оптимізований електромагнітний розрахунок і вибір і регулювання форми пазів статора і ротора забезпечують раціональний розподіл індукції в зубцях і ярмі і координацію навантажень, мінімізуючи втрати в міді і сталі. Високоякісна холоднокатана електротехнічна сталь з високою проникністю та низькими втратами зменшує магнітні втрати та електричне навантаження, підвищуючи ефективність.
(2) Раціональна сучасна вентиляція зменшує механічні втрати. Конічний корпус і конічний направляючий вентилятор забезпечують достатній потік повітря з низькими вентиляційними втратами і тертям, ефективно охолоджують і знижують механічний шум.
Зменшення втрат і підвищення ефективності зменшують тепло і необхідний потік охолоджуючого повітря, дозволяючи використовувати вентилятор меншого діаметру. Це додатково зменшує споживання механічної енергії та підвищує ефективність.
(3) Ефективні технологічні заходи зменшують додаткові втрати. Поряд з правильним поєднанням пазів статора і ротора і скосом пазів регулюється повітряний зазор і проводиться додаткова обробка виготовленого ротора, що зменшує і контролює додаткові втрати.
Електротехнічна галузь постачає компоненти приводів виробникам комплектного обладнання та загалом має високі показники бізнесу. Валова рентабельність компаній Wolong Electric, Xinzhi Motor, Dayang Motor, Zhongdian Motor і Jinlong Electromechanical була стабільною з невеликим зростанням з 2012 по 2014 рік. Основною причиною цього стало загальне зниження цін на електротехнічну сталь, мідь і алюмінієві злитки за попередні три роки, що створило простір для прибутку.
За роки розвитку сформувалася промислова база, структура і масштаби галузі, значно зросли вхідні бар'єри. У високоефективних двигунах вони особливо високі через технічну складність, складне виготовлення, значні початкові інвестиції та вимоги до надійності. Основні бар'єри входу:
По-перше, складний дизайн і технологія вимагають міждисциплінарних знань. Конструктори, технологи, інспектори, випробувачі і робітники повинні мати серйозну підготовку і досвід. Виробництво використовує різноманітні великі, спеціалізовані та складні машини, висуваючи високі вимоги до технічної робочої сили нових учасників.
По-друге, кінцеві споживачі вимагають надійності та оперативного обслуговування, посилюючи їхні вимоги до передпродажного тестування та післяпродажної підтримки. Потрібна кваліфікована команда з виробництва, контролю якості та обслуговування.
Технології швидко розвиваються; Виробники повинні своєчасно використовувати передовий дизайн, виробництво та процеси та впроваджувати нові технології, матеріали та обладнання. Новим підприємствам важко одночасно забезпечувати технологічний моніторинг і власний розвиток.
Двигуни використовуються в металургії, енергетиці, нафтохімії, вугільній і гірничодобувній промисловості, виробництві будівельних матеріалів і паперу, комунальному господарстві і водному господарстві, суднобудуванні і портових перевалках. Різні програми та середовища мають різні вимоги. Зазвичай для входу в різні сфери потрібно багато часу, щоб накопичити досвід. Зрілий успішний досвід і надійні продукти в певній галузі дозволяють нам стабільно завойовувати значну частку.
Важливими факторами вибору є надійність і придатність до завдання. Кінцеві споживачі віддають перевагу виробникам з досвідом і брендом у потрібній сфері. Нові конкуренти без такого накопичення стикаються з більш жорсткою конкуренцією.
Виробництво двигунів вимагає великих інвестицій в основні фонди, особливо у виробниче, випробувальне та інспекційне обладнання. Налаштування обладнання та процесів, а також генеруючих потужностей займає тривалий час, зазвичай роки. Продукція також потребує тривалого періоду перевірки на ринку, тому потрібен достатній оборотний капітал. Високі витрати на фінансування та амортизацію, капіталомісткість і робота з високим фінансовим важелем створюють готівковий бар’єр для нових підприємств.
Двигуни приводять у рух вентилятори, насоси, компресори, верстати та конвеєри і широко використовуються в металургії, нафтохімії, хімії, видобутку вугілля, виробництві будівельних матеріалів та комунальному господарстві.
Вони споживають 64% усієї електроенергії, а в промисловості — 75% промислового споживання. Підвищення їх ефективності на один відсотковий пункт дозволяє щорічно економити близько 26 млрд кВт/год.
Тому підвищення ефективності стало важливим способом економії енергії. Програма Міністерства промисловості від серпня 2013 року встановила цілі оновлення продукції до 2015 року: 50% низьковольтних трифазних двигунів з короткозамкненим ротором і 40% високовольтних двигунів повинні відповідати стандартам ефективності; запровадити 170 мільйонів кВт ефективних двигунів, видалити 160 мільйонів кВт низькоефективних, модернізувати 100 мільйонів кВт систем і ефективно відновити 20 мільйонів кВт виведених з експлуатації машин.
Виходячи з цього, попит на ефективні двигуни та відповідне обладнання оцінюється приблизно в 100 мільярдів юанів.
Двигуни приводять у рух вентилятори, насоси, компресори, верстати та конвеєри в металургії, нафтохімії, хімії, вугільній промисловості, будматеріалах та комунальному господарстві. Ситуація в цих галузях позитивно пов'язана з економічним зростанням та інвестиціями в основний капітал. Постійне швидке зростання та індустріалізація Китаю створили основу для сталого розвитку двигунів малого та середнього розміру.
Великі клієнти, включаючи Shanghai Kaiquan Pump Group, Shimge Pump Industry Group і Nanfang Pump Industry, протягом багатьох років стали провідними світовими виробниками насосів, сприяючи перенесенню виробництва насосів до Китаю. Великим іноземним виробникам з китайськими заводами потрібні постачальники двигунів з широким асортиментом і комплексними поставками для централізованої закупівлі декількох моделей. Це заохочує розширення продукції та водночас створює можливості для розширення.
Великі міжнародні виробники, завдяки своїм технологіям і репутації, займають значну частину зовнішнього ринку, але часто мають високі ціни. Удосконалення китайських технологій і продуктивності, а також сприятливе співвідношення ціни та якості збільшують іноземні замовлення та частку китайських двигунів за кордоном.
Кількість традиційних виробників двигунів у ЄС, США та інших розвинутих країнах зменшується, а імпорт зростає, що відкриває великі можливості для Китаю стати глобальним центром виробництва. Попит з боку інших країн, що розвиваються, також стрімко зростає: зростання економіки, інфраструктури та суміжних галузей створює потребу в двигунах і стимулює китайський експорт.
Провідні іноземні виробники широко використовують високоавтоматизовані лінії та обробні центри, що забезпечують високу продуктивність і надійність. З точки зору автоматизації та інтелекту виробничого та контрольного обладнання компанія все ще має певний відрив від передового міжнародного рівня.
Оскільки підвищення ефективності в Китаї відстає від Європи, Австралії та Сполучених Штатів, навчання з проектування та вдосконалення ефективних двигунів малого та середнього розміру розвивається пізніше, а науково-технічного персоналу недостатньо. Цей кадровий дефіцит є основною перешкодою для підвищення ключової конкурентоспроможності компанії та участі в міжнародній конкуренції.
Двигуни, як широко використовувані промислові продукти, обслуговують різноманітні галузі. В цілому підприємства мало залежать від сезонних коливань попиту в одному регіоні і не мають яскраво вираженої сезонності.
У довгостроковій перспективі галузевий цикл відповідає макроекономіці: швидке зростання збільшує попит і покращує ситуацію, уповільнення або рецесія зменшує попит і погіршує його.
Китай залишається на середньому етапі індустріалізації та продовжує новий індустріальний шлях.
Світова економіка повільно відновлюється; зростання нижче очікуваного, потенційне зростання знижується, торгівля та інвестиції слабкі. Можливе одночасне уповільнення кількох джерел зростання та стагнація.
Повне відновлення світової економіки може бути тривалим і складним. Проте перехід Китаю від політики стимулювання до самодостатнього зростання, реструктуризація важкої промисловості, модернізація, енергозбереження та екологічні вимоги нової індустріалізації дозволяють нам очікувати довгий висхідний промисловий цикл.
Галузь не має яскраво вираженого регіоналізму. Відносно більше виробників розташовано на сході, півночі, північному сході та південному заході Китаю; найщільніша концентрація на східному узбережжі.
