电机行业概况及行业发展趋势分析

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1、电机行业概况

(1)电机的概念及种类

电机是指以电磁感应为理论基础进行机电能量转换的一种电磁机械装置,广泛应用于工业、农业、国防、公用设施和家用电器等各领域。

电机产品的主要类别如下图所示:

电机行业概况及行业发展趋势分析

根据能量转换方式,电机可以分为发电机和电动机。发电机是将机械能转换成电能的机械装置,是产生电力的核心部件。电动机则是将电能转换成机械能的机械装置,广泛地用于驱动各种生产机械、设备和家用设备,如机床驱动、电力给排水、农副产品加工、矿石采掘和传送、电驱动车的牵引、鼓风设备、起重设备、轧钢机械、造纸设备、化工机械及家用电器的驱动等。

发电机的分类标准如下。按电流性质,可分为直流发电机和交流发电机,后者又可分为同步发电机和异步发电机,现代发电站中最常用的是同步发电机。同步发电机按所用原动机的不同,主要分为汽轮发电机、水轮发电机、风力发电机、燃油发电机、燃气发电机等。

电动机的分类标准如下。按工作电源分类,可分为直流电动机和交流电动机,后者按照其结构及工作原理分类,又可分为同步电动机和异步电动机。同步电动机一般包括永磁电动机、磁阻电动机、磁滞电动机等,异步电动机一般包括交流换向器电动机和感应电动机等。按照功率的大小或定子铁芯高或定子铁芯外径等级进行分类,电动机又可分为大型电动机、中型电动机、小型电动机和微特电动机。

虽然发电机产品种类繁多,但其结构大致相同,一般包括如下几部分:一是定子总成,其中包括定子铁芯、定子绕组;二是转子总成,其中主要部件包括转子铁芯、转子绕组、集电环、轴承、转轴;三是其他部分,包括端盖、支架、调压器、尾盖总成、碳刷、螺栓等。定子总成、转子总成是决定电机整体性能的核心部件,其质量与性能直接决定了电机的性能。简单来说,电机中固定的部分叫做定子,旋转的部分叫做转子,在上面装设磁极和电枢绕组,通电后产生感应电动势,充当旋转磁场产生电磁转矩进行能量转换。

电机行业概况及行业发展趋势分析

(2)电机行业市场概况

随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展,电机产品的使用范围不再局限于工业应用,而是逐渐向商业及家用设备等其他领域扩展。同时,随着稀土永磁材料、磁性复合材料等新材料的出现,使得各种新型、高效、特种电机层出不穷。近十几年,由于国际社会对节约能源、环境保护及可持续发展的重视程度迅速提高,生产高效电机已成为全球电机工业的发展方向。目前,世界电机制造业正从通用产品向通用与专用特殊产品并举的方向发展,高效、节能、高品位电机和机电一体化的变频电机将有良好的市场前景。

从全球电机市场的竞争格局来看,占主导地位的仍是几家大型跨国企业,全球电机产品主要制造商有通用电气、西门子、ABB、东芝、日立、三菱等,这些企业掌握着世界上最先进的电机制造技术,尤其在大中型电机产品的技术上占有优势。凭借其技术实力和品牌知名度的双重优势,大型跨国电机制造企业占据了海外的大部分市场份额。基于广阔的市场空间和劳动力成本优势,国际知名电机企业大都已在中国设立生产基地,在带来新产品和新技术的同时,也为国内的电机配套行业带来了市场机遇。

国外电机企业将其电机产品的主要部件外包给专业生产企业为其制造,促进了国内电机制造企业的发展以及电机行业专业分工业务模式的形成。随着国外电机生产企业将制造基地向发展中国家转移,我国电机制造行业产量逐年增长,出口额逐年上升,出口产品档次不断提高,部分技术含量较高的产品已打入国际市场。根据海关总署数据,2007年,我国电机出口贸易额为56.19亿美元,至2018年,我国电机出口贸易额为118.47亿美元,较上年同期增长9.78%。

电机行业概况及行业发展趋势分析

经过多年的发展,国内电机行业已形成一批规模较大的电机企业,这些企业为了应对全球化格局下的市场竞争,逐步由“大而全”向“专业化、集约化”转变,进一步推动了电机行业中专业化生产模式的发展。根据相关统计,2011年至2017年:电机制造业行业收入由6,076亿元增长至8,884亿元,年复合增长率在7%左右;规模以上企业家数由2,260家增长至2,854家;利润总额由368亿元增长至564亿元,年复合增长率超过7%。

电机行业概况及行业发展趋势分析

(3)发行人所在细分市场概况

发行人生产的电机类产品主要包括小型发电机、起动电机、数码变频发电机、车用交流发电机、驱动电机等产品,其中小型发电机、数码变频发电机是公司电机类收入的主要来源,细分市场的具体情况如下:

①小型发电机

小型发电机从结构和工作原理上属于同步发电机,是能够将机械能转化成电能的机械装置。小型发电机与通用动力曲轴同轴安装,可以利用通用汽油机提供的机械能带动发电机的转子不停旋转,利用电磁感应原理产生电流。

小型发电机市场与整体电机行业市场特点类似,占据主导地位的仍是国外品牌。日本的本田、雅马哈、意大利的NSM、Meccalte、Sincro等品牌是目前国际市场上主流的小型发电机高端品牌,品牌知名度高,市场规模较大。随着我国生产制造能力的不断提升,国际主流的电机企业主要将产品设计、技术研发、品牌建立和规模扩张作为其核心竞争力,而将产品的生产环节逐渐转到我国。目前,我国小型发电机的生产企业主要集中重庆、浙江和江苏等地区,除本公司外,唯远实业、阿波罗机电、星诺电气等也是行业内规模较大生产厂商。

小型发电机的主要用途是与通用汽油机配套组成通用汽油发电机组,是发电机组的核心部件,因此,其市场规模、发展趋势与通用汽油发电机组的市场情况密切相关。通用汽油发电机组的市场概况具体参见本节“(三)行业概况”之“3、通用动力机械行业概况”之“(2)发行人所在细分市场概况”之“①通用汽油发电机组”。

②数码变频发电机

数码变频发电机是数码变频发电机组的核心零部件,较普通发电机加装了数字控制模块和逆变器,能够大幅降低能耗、排放和噪音,同时还能提升发电效率。数码变频发电机通过逆变器将发电机产生的原始交流电进行“交流-直流-交流”的二级转换,同时将电压波形畸变降至最低限度,从而达到控制电压频率的目的。数码变频发电机主要用于生产数码变频发电机组。

数码变频发电机组属于汽油发电机组的大类产品之一。与小型发电机类似,数码变频发电机的市场规模以及未来发展趋势与数码变频发电机组的市场规模及趋势息息相关。数码变频发电机组的市场概况参见本节“(三)行业概况”之“3、通用动力机械行业概况”之“(2)发行人所在细分市场概况”之“②数码变频发电机组”。

③起动电机

起动电机又称起动马达,是一种电动机,一般由直流电动机、传动机构和操纵机构组成,主要用于各种内燃机的起动。内燃机通常是指活塞式内燃机,是将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。内燃机的起动包括人力起动、辅助汽油机起动和电力起动机起动三种方式。起动电机能将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现内燃机的运转。起动电机作为内燃机的配件,市场规模、发展趋势都与内燃机行业密不可分。我国内燃机行业在国家产业政策引导下,坚持稳中求进,近年来市场规模稳步增长。发行人生产的起动电机主要用途是作为通用汽油机的起动装置,属于内燃机配件行业较为细分的市场领域。

2、电机行业发展趋势

(1)节能环保要求的日益提高要求电机及通机产品向高效、节能方向发展

2012年,工信部发布《关于印发〈工业节能“十二五”规划〉的通知》(工信部[2012]3号),要求各企业不断提高电机、风机、水泵、变压器等产品能效水平,提高节能机电产品设计、制造水平和加工能力,重点发展变频电机、稀土永磁电机等。

2015年,国务院发布《中国制造2025》,提出加强绿色产品研发应用,推广轻量化、低功耗、易回收等技术工艺,持续提升电机、锅炉、内燃机及电器等终端用能产品能效水平,加快淘汰落后机电产品和技术。

2016年,工信部发布《工业绿色发展规划(2016-2020年)》,将高耗能通用设备改造作为能效提升工程之一,明确提出将在电机系统实施永磁同步伺服电机、高压变频调速等技术改造,到2020年,实现电机和内燃机系统平均运行效率提高5个百分点的目标。

由此可见,近年来国家的相关产业政策均为提高电机及通机的效能指出了明确的政策导向。因此,电机行业亟需加快现有生产装备的节能改造,推广高效绿色生产工艺,开发新一代节能电机、电机系统及控制产品、测试设备等,完善电机及系统技术标准体系,着力提升我国电机及系统产品的核心竞争力。

(2)电子技术与智能控制技术的发展促使电机产品向智能化、集成化发展

目前,国际先进的电机系统已集成了诊断、保护、控制、通讯等功能,可实现电机系统的自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等智能化、自动化操控,传统电机制造与先进电子技术、智能控制技术的交叉融合已成为大势所趋。针对工业领域使用的中小型电机系统,不断的开发、优化智能控制技术,实现电机系统控制、传感、驱动等功能的集成设计制造,是小型电机行业的未来趋势。

随着我国装备制造业向高、精、尖方向发展及工业化、信息化两化发展的融合,电机系统智能化发展已成必然。2016年12月,发改委印发的《“十三五”节能环保产业发展规划》也明确指出,“十三五”阶段我国将促进电机系统与电力电子技术、现代信息控制技术、计量测试技术相融合,加快新型高效电机的研发示范。

(3)下游企业的差异化需求促使电机产品向差异化、专业化发展

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、差异化、专业化的方面发展。例如,随着近年来新能源汽车行业的高速增长,对新能源车用电机等产品的需求在近年来明显增长。该种差异化发展趋势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。

(4)电机制造业的智能化水平将持续提升

随着劳动力以及能源等生产要素价格的上升,制造行业企业生产成本不断攀升。电机冲片的加工一般使用单片冲槽法,其工作量占电机制造总工时的25%左右。并且,由于在传统生产方式下,生产信息收集不及时、流转不畅,生产过程的监控、记录不精细,造成生产管理滞后、产品质量控制成本较高。

目前,国外先进的电机企业已实现自动化的生产流程,建立了完善的信息交换系统与智能管理平台,生产效率与管理水平得到了有效提升。例如,国外先进企业的冲片生产已广泛使用单片机、可编程逻辑控制器等自动化冲制方式,但国内电机生产企业的冲制过程仍较多采用单片冲制和人工进出料为主。为提高生产效率、降低事故率、降低产品质量控制成本,提高生产线的数字化、信息化水平、实现自动化生产,是电机企业未来不可逆转的趋势。

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