直线电机与传统伺服丝杆电机的对比分析一、直线电机与传统伺服丝杆电机的对比直驱电机模组相较于传统丝杆电机模组结构相对比较简单、效率更加高；且同时具备寿命长、稳定性高、耐侵蚀的能力强、维护和售后更换简单等结构性优势，更符合国家提出的环保和碳达峰要求。同时直驱电机模组相较于传统丝杆电机模组具有更高的速度、加速度、定位精度等性能优势，更符合先进工业制造对于高速、高精度、高实时响应的作业性能的需求。直线电机生产制造工艺对比与传统丝杆模组生产的基本工艺相比，没有丝杆生产和研磨的工艺，不需要用大量如锻造、热处理、退火等高能耗的重型设备；直线电机是更环保的产品，更能符合国家碳达峰的需求。同时，直线电机在使用的过程中为直驱运动，直接由电流转化为推力，没有机械运动转换，能源使用效率远高于丝杆、皮带、齿轮等其他传动形态。目前，直驱电机跨过了导入期，进入了快速发展阶段，还远未达到成熟期。随着直驱电机的成本逐步下降，以及高精密加工、全自动化生产的持续不断的发展，直驱电机凭借更优越的性能将在中高端制造领域逐步替代伺服丝杆类工业电机，直驱电机的应用领域将持续拓展，未来市场空间广阔。分析二、电机行业目前市场节能机电设施长期处在不冷不热的状态，然而，随国家倡导低碳，在十二五节能减排的大背景下，对节能减排的积极推行及高效率节约能源电机补贴政策的逐步落实，高效节能电机业将迎来爆发式的增长。另外，我国中小型电机制造业的制造装备和加工工艺与世界领先水平差距较大，电机制造企业装备自动化程度不高。而国外先进的电机制造企业普遍采用自动化程度高的生产流水线及加工中心生产，生产效率和产品可靠性均较高。据统计测算，我国电机保有量约17kW，总耗电量约3．8万亿kWh，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机总用电量为2．9万亿kWh，约占工业用电的75%，是名副其实的用电大户。据统计，我国中小型电机行业企业约有2000家左右，其中300家为行业骨干企业，从业人数在30万人以上。从电机在用台数看，目前我国电机用量最大的机械设备为泵、传送装置、风机、压缩机和搅拌机等设备，其用量占电机总在用台数的76．3%。其中用于各类泵的电机占电机总在用台数的50．2%。我国的电机产品品种类型繁多，应用领域广泛，根据型号、规格、功率、轴伸、绝缘、编码器、转速开关、热敏元件、加热带等参数的不同可划分出各种各样电机。机床、轧钢机、鼓风机、印刷机、水泵、抽油机、起重机、传送带、生产线、电梯以及医疗设施中的心电机、X光机、CT、牙科手术工具、渗析机、呼吸机、电动轮椅等，都大量使用电动机。国内电机需求量在2017-2021年平稳增长，到2021年达到3313．24GWH。电机行业在我国属于典型的离散型制造模式。目前，该行业80%以上为多品种、小批量生产模式，实际的供应链规模超过千亿元。在历史上，我国电机行业系统繁多，系统间无数据接口，信息孤岛林立，信息共享困难;此外，电机行业还存在功能过于单一，系统集成工作量大，导致反复投资问题的出现。目前，我国电机行业运维难度慢慢的变大，系统维护费用高、收益低、风险大。电机行业前景趋势变化分析随着我们国家经济的不断发展、人们生活水平的不断提高，人们的消费观念和消费水平也有了很大的转变与提升。在这个契机下，电机制造行业也得到了快速发展，2020年我国电机制造行业的市场规模达到10587．28亿元，2021年市场规模为11224．26亿元，同比增长了6．02%，从这两年的市场规模发展来看，电机制造行业正处于发展之中。电机产品配套面广，广泛地应用于能源、交通、石油、化工、冶金、矿山、建筑等各个领域。随着全球经济、贸易一体化进程的不断深化，科技水平的不断提高，过去同一类电机同时用于不同性质、不同场合的局面正在被打破，电机产品正向着专业性、特殊性、个性化方面发展。这对电机生产企业的研发能力、柔性生产能力、对市场需求的快速响应能力等都提出了新的挑战。此外，随着我国新能源汽车政策的逐步落地，市场需求已经启动，并将持续保持高增长，产业链相关公司亦将迎来机遇。电动机驱动系统是新能源汽车三大核心系统之一，相比传统工业电机，新能源汽车驱动电机有更高的技术要求。三、全球电机市场规模随着高能效电机在汽车、农业、家电等领域的广泛使用，全球的电机市场得到了很大的增长。据全球第二大市场研究公司MarketsandMarkets的统计，2019年全球电机市场的规模为7882元人民币，由于受到全球新冠肺炎疫情的影响，2020年的电机市场规模有所下降，预计2020年的全球电机市场规模为7320亿元人民币。其实2020年的下滑可以看成是黑天鹅事件的影响，2021应该还是会继续增长的，该机构预计未来几年电机市场将会以6．9％的年复合增长率增长，到2026年将会达到10926亿元人民币。就现阶段来说，排名靠前的电机企业有西门子、安川电机、尼得科、WEG、ABB、艾默生电气、罗克韦尔自动化、阿美特克（AMTEK）、雷勃电气以及德昌电机等。这是2020年全球电机市场的一些变化，一是由于全球新冠肺炎疫情的影响，短时间内全球电机供应链会受到一定影响，因为电机的零部件主要来自中国、美国和欧洲等多个国家和地区，疫情虽然在中国得到了有效的控制，但是还有部分国家和地区的疫情并没有得到有效的控制。二是疫情期间，电机市场的供需难免会出现失衡，再加上各国2020年以来汇率极不稳定，变化较大，尤其是以美元采购的零部件成本明显有所上升。四、直驱电机行业市场现状直驱电机，直接驱动式电机的简称。主要指电机在驱动负载时，不需经过传动装置（如传动皮带等）。直驱电机适合用于各类洗衣机，主要利益点包括静音、节能、平稳、动力强劲。在日常生活中会看到一些电机直接带动皮带轮工作，无需使用减速机去连接工作机与电机。例如一些小型的碾米机，就直接用齿轮减速电机直接带动皮带轮去带动碾米机里面的米刀工作。这些电机在驱动负载时，需要经过传动装置（如传动皮带等）来进行驱动，实际上还有一种电机可以省去传动装置，直接驱动负载，这种电机就是采用了直接驱动技术的直驱电机。自2013年开始国内直驱电机市场进入高速发展阶段，应用领域迅速扩张，尽管从2018年年中起市场下行压力增大，且未来一段时期的市场变量依然存在，但中国制造业的转型升级已迫在眉睫，直驱电机行业快速发展的大方向不会改变，2020年直驱电机增长率为16．40%。五、我国伺服电机市场规模最近几年来，我国各领域都取得不错的发展成绩，伺服电机也在各领域中被广泛的应用起来，并且自身也在不断创新和完善；2018我国伺服电机相关专利公开数量创新高，数量为24754项；2019伺服电机相关专利公开数量为8340项，较2018年足足减少了16414项；随着社会的持续不断的发展和进步，伺服驱动技术在工业发展中的作用越来越大，高速加工技术和以高速、高精度为基础的其它技术的发展，推动了伺服电机的加快速度进行发展，2014－2020年我国伺服电机市场规模逐年增加，2019年我国伺服电机市场规模在62．4亿元左右，预计 2020 年我国伺服电机市场规模将达到65．78 亿元左右。 由于我国伺服电机的发展相对滞后，因此被欧美和日本企业占据 了主要的市场份额。自从2013 年以来，得益于产业升级带来的积极影 响，我国伺服电机自主支撑能力已经逐渐成型。国内规模较大的伺服 电机制造商主要有微光股份、江特电机、宁波韵升等企业。 2018 年微光股份、江特电机、宁波韵升营业收入分别为：6．47 亿元、30．17 亿元、20．26 亿元；2019 年微光股份、江特电机、宁 波韵升营业收入分别为：7．94 亿元、25．95 亿元、19．46 亿元。 从我国市场份额占比来看，2019 年微光股份中国伺服电机市场份 额占比为0．27％，江特电机伺服电机市场份额占比为5．76％，宁 波韵升伺服电机市场份额占比为1．03％，预计未来市场份额将进一 步提升。 六、我国电机行业现状 电机是将电能转换成机械能设备的总称，也被称为电动机。电机 几乎可以用在所有的电子设备，例如手机、家电、PC 等。在工业应用 中，电动机用于各种驱动器，可以说，制造工程师和电动机是密不可 分的。现阶段大多数的电动机，例如直流（DC）电动机和交流（AC） 电动机，都按照弗莱明左手定则及其产生的洛伦兹力（Bli 法则）运行。 从目前我国电机行业的整体来看，基本上可以达到供需平衡，但 从局部看，我国中低端电机存在一定的过剩，而在高端电机方面则都 处于供不应求的状态。预计未来几年，随着市场整合的进一步加深、 技术的提高，我国对高端电机产品的依赖程度将会逐渐降低。 2018 年度电机行业产销平稳增长，个别企业亏损严重，导致行业 利润总额大幅度降低，出口销量与收入增长幅度变窄；2018 年电机原 材料价格虽有所波动，但仍处在高位震荡，成本不断增长，大大增加 了企业的生产成本，应收应付账款全年高位运行，流动资金吃紧，行 业平均综合经济效益会降低，而2019 年中小型电机企业则延续了 2018 年的变化趋势。 七、电机行业发展政策 政策端支持下，未来高效节能电机渗透率有望加速提升。2021 月开始《GB18613-2020电动机能效限定及能效等级》正式实施， 淘汰IE3 以下能效电机，2021 年11 月工信部发布《电机能效提升计 划》，要求到2023 年高效率节约能源电机年产量达到1．7 亿千瓦，在役高 效节能电机占比达20%以上（而当前渗透率不到10%）。2022 月发布的《工业能效提升行动计划》提出2025年新增高效率节约能源电机占 比达到70%以上。在政策全力支持下，未来节能电机渗透率有望加速 提升。 八、行业供给有所回暖，国内企业向第一梯队进发 2011-2020 年，中国工业电机产量呈现波动的态。2018 年，全国 工业电机产量为26971．1 万千瓦，同比下降5．14%，为近年来最低 值，2019 年到2020 年行业产量快速回暖，2020 年全国工业电机产量 为32334．1 万千瓦，同比增长10．24%。 中国工业电机行业市场之间的竞争激烈，根据技术程度和市场大致占有 情况，可大致分为三层梯队：第一梯队为以西门子、ABB 为代表的外资 工业电机品牌生产商。这类外资企业的工业电机产品应用集中于起重、 冶金、建材、机床和餐饮等中高端项目型市场中，企业拥有成熟 的生产线，产品覆盖功率范围广，占据了绝大部分的高端市场和主要 中端市场。第二梯队为以汇川、台达、英威腾、合康新能为代表的中 国本土工业电机品牌生产商和部分如日立、东芝等日系品牌。这一梯 队的制造商侧重于不同的生产领域，如英威腾专注于起重机械、金 属拉丝、煤炭行业，汇川专注于电梯和注塑机市场。第二梯队的企业 主要在占有部分其所侧重领域的高端市场和部分中端市场。目前尽管 我国有突出贡献的公司主要都处于第二梯队，但随着国内技术的逐步发展， 国内有突出贡献的公司正不断向第一梯队进发。第三梯队为以中小企业为主的 中国本土工业电机生产商，多分布于珠江三角、长江三角等区域。该 类企业所生产工业电机产品价格低，产品同质化严重，产品稳定性 差，主要布局低端商品市场，市场占有率较低。