1. Classificazione dei motori a magneti permanenti e fattori trainanti del settore

Esistono molti tipi, con forme e dimensioni flessibili. In base alla funzione del motore, i motori a magneti permanenti possono essere suddivisi approssimativamente in tre tipologie: generatori a magneti permanenti, motori a magneti permanenti e sensori di segnale a magneti permanenti. Tra questi, i motori a magneti permanenti si dividono principalmente in sincroni, a corrente continua e passo-passo.

1) Motore sincrono a magneti permanenti:

La struttura dello statore e il principio di funzionamento sono coerenti con quelli dei tradizionali motori asincroni a corrente alternata. Grazie al suo elevato fattore funzionale e all'elevata efficienza, si è sviluppato rapidamente negli ultimi anni, sostituendo gradualmente i tradizionali motori asincroni a corrente alternata, ed è ampiamente utilizzato nell'automazione industriale, nelle macchine utensili, nella stampa, nel tessile, nel settore medicale e in altri settori.

2) Motore CC a magnete permanente:

Il principio di funzionamento e la struttura sono simili a quelli dei motori a corrente continua tradizionali. In base ai diversi metodi di commutazione, possono essere suddivisi in motori con spazzole (commutazione meccanica) e senza spazzole (commutazione elettronica). Sono ampiamente utilizzati in veicoli elettrici, utensili elettrici, elettrodomestici e altri settori.

3) Motore passo-passo a magnete permanente:

Utilizza l'interazione tra il campo magnetico generato dal magnete permanente e il campo magnetico rotante generato dallo statore per ottenere un movimento a passi preciso. Offre i vantaggi di elevata precisione, elevata velocità di risposta e risparmio energetico, ed è ampiamente utilizzato in strumenti di precisione, linee di produzione automatizzate, apparecchiature mediche e altri settori.

1.1 Fattori trainanti

1.1.1 Lato prodotto

Il principio di funzionamento dei magneti permanenti è semplice e le perdite del motore sono notevolmente ridotte. In generale, i motori elettromagnetici tradizionali devono fare affidamento su un alimentatore esterno per generare la forza elettromotrice per il generatore, fornire potenza iniziale e quindi utilizzare la propria tensione di uscita per funzionare. Il principio di funzionamento dei motori a magneti permanenti è relativamente semplice e il campo magnetico deve essere fornito solo dai magneti permanenti.

Rispetto ai motori tradizionali, i vantaggi dei motori a magneti permanenti si riflettono principalmente in: 1) basse perdite nello statore; 2) nessuna perdita nel rame del rotore; 3) nessuna perdita nel ferro del rotore; 4) basso attrito del vento. Tuttavia, è importante notare che il componente chiave dei motori a magneti permanenti è che l'acciaio magnetico non è resistente alle alte temperature continue. Per evitare che le prestazioni del motore siano ridotte o compromesse a causa della smagnetizzazione, è necessario controllare attentamente la temperatura di esercizio del motore.

L'effetto di risparmio energetico è significativo e l'efficienza complessiva è migliorata. Di seguito, conduciamo un'analisi specifica delle prestazioni distinguendo i tipi di motore e le materie prime utilizzate:

1) In termini di tipi di motore

Abbiamo selezionato motori sincroni a magneti permanenti per il confronto con altri motori tradizionali, tra cui motori a riluttanza commutata, motori sincroni a riluttanza e motori a magneti permanenti, tutti motori sincroni. In combinazione con gli indicatori, poiché i motori a magneti permanenti non richiedono spazzole e correnti di eccitazione, presentano un'efficienza e una densità di potenza superiori rispetto ai motori tradizionali. In termini di capacità di sovraccarico, ad eccezione dei motori a corrente continua, che sono relativamente bassi, gli altri tipi non presentano grandi differenze. L'efficienza e il fattore di potenza dei motori a magneti permanenti sono le prestazioni più eccezionali, con un'efficienza dell'85-97%. Sebbene i motori di piccole dimensioni possano solitamente superare l'80%, i motori a magneti permanenti presentano evidenti vantaggi rispetto all'efficienza del 40-60% dei motori asincroni. In termini di fattore di potenza, può superare lo 0,95, a indicare che la percentuale di componente di corrente attiva dei motori a magneti permanenti sulla corrente totale è maggiore rispetto a quella di altri tipi e il tasso di utilizzo dell'energia è più elevato.

2)Secondo le materie prime del motore

In base alla forza magnetica e allo stadio di sviluppo dei materiali dei magneti permanenti utilizzati, i motori a magneti permanenti possono essere suddivisi in tre categorie: metallici, in ferrite e in terre rare. Tra queste, i motori a magneti permanenti in ferrite e terre rare sono attualmente i più diffusi.

Rispetto ai motori tradizionali, i motori a magneti permanenti con terre rare presentano una struttura più semplice e un tasso di guasto inferiore. L'utilizzo di magneti permanenti con terre rare può aumentare la densità magnetica del traferro, ottimizzare la velocità del motore e migliorare il rapporto peso/potenza. Il campo di applicazione è relativamente ampio. L'unico svantaggio dei motori a magneti permanenti è il loro costo elevato. Prendendo ad esempio il prezzo dei motori a magneti permanenti con terre rare, è solitamente oltre 2,5 volte superiore a quello dei motori tradizionali.

1.1.2 Lato politica

Anche le politiche svolgono un ruolo importante nel promuovere lo sviluppo di motori a magneti permanenti.

1) Il settore dei magneti permanenti sta vivendo un rapido sviluppo guidato dalle politiche.

Essendo la materia prima principale dei motori a magneti permanenti, il miglioramento della tecnologia e la diffusione dei magneti permanenti hanno avuto un impatto significativo sullo sviluppo di questi motori. Negli ultimi anni, il governo ha adottato misure rilevanti in termini di supporto all'industria, incentivi politici e formulazione di standard per promuovere attivamente l'applicazione diffusa dei materiali a magneti permanenti e favorire lo sviluppo e l'espansione dei motori a magneti permanenti.

2) Stimolare il potenziale di crescita in risposta alla domanda di risparmio energetico e riduzione delle emissioni.

Con la crescente attenzione della Cina al risparmio energetico e alla tutela ambientale, lo sviluppo sostenibile dei motori a magneti permanenti ha aperto nuove opportunità di crescita. Dall'introduzione del nuovo standard nazionale nel 2020, la Cina non produce più motori di classe inferiore allo standard internazionale IE3 ed è costretta a utilizzare prodotti più efficienti. Inoltre, il "Piano di miglioramento dell'efficienza energetica" pubblicato nel 2021 e nel 2022 prevede che nel 2023 la produzione annua di motori ad alta efficienza e risparmio energetico sarà di 170 milioni di kilowatt e che la percentuale di motori ad alta efficienza e risparmio energetico in servizio supererà il 20%; nel 2025, la percentuale di nuovi motori ad alta efficienza e risparmio energetico supererà il 70%. Calcolato con un rapporto di 1 kilowattora: 0,33 chilogrammi, equivale a risparmiare 15 milioni di tonnellate di carbone standard e a ridurre le emissioni di anidride carbonica di 28 milioni di tonnellate all'anno, il che dovrebbe portare i motori a magneti permanenti a un'era di rapida crescita.

2.Analisi della filiera dei motori a magneti permanenti

Considerando a monte l'intera filiera, scopriamo che le principali materie prime necessarie per la produzione di motori a magneti permanenti includono vari materiali magnetici (come magneti al neodimio, ferro e boro, ferriti magnetiche permanenti, samario-cobalto, alluminio-nichel-cobalto, ecc.), rame, acciaio, materiali isolanti e alluminio, tra cui i materiali magnetici ad alta efficienza sono il fulcro della produzione di motori a magneti permanenti ad alte prestazioni. Per quanto riguarda il settore a valle dei motori a magneti permanenti, si tratta principalmente di vari campi di applicazione finale, tra cui l'energia eolica, i veicoli a nuova energia, l'industria aerospaziale, l'industria tessile, il trattamento delle acque, ecc. Con il continuo aggiornamento dell'industria manifatturiera a valle, si prevede che la crescita della domanda nel mercato delle applicazioni terminali promuoverà ulteriormente la produzione su larga scala di motori a magneti permanenti.

2.1 A monte: i materiali magnetici di alta qualità contribuiscono al costo, rappresentando oltre il 25%

I materiali rappresentano oltre la metà del costo totale, e tra questi i materiali magnetici svolgono un ruolo decisivo per l'efficienza del motore. Le materie prime a monte dei motori a magneti permanenti includono principalmente materiali magnetici (come magneti al neodimio, ferro e boro, ferriti a magneti permanenti, samario-cobalto, alluminio-nichel-cobalto, ecc.), lamiere di acciaio al silicio, rame, acciaio, alluminio, ecc. I materiali magnetici, le lamiere di acciaio al silicio e il rame rappresentano la parte principale del costo delle materie prime, rappresentando oltre il 50% del costo. Sebbene, secondo la struttura dei costi dei motori tradizionali, i costi iniziali di acquisto, installazione e manutenzione del motore rappresentino solo il 2,70% dell'intero ciclo di vita del motore, a causa di fattori quali il prezzo del prodotto, la competitività e la popolarità sul mercato, i produttori di motori prestano grande attenzione alle materie prime.

1) Materiali magnetici:I magneti in terre rare presentano eccellenti proprietà magnetiche e sono particolarmente adatti per applicazioni ad alte prestazioni e alta potenza. I magneti in NdFeB e cobalto sono importanti applicazioni per le terre rare nei materiali magnetici permanenti. Grazie alle ricche riserve di terre rare della Cina, la produzione di NdFeB rappresenta circa il 90% del totale mondiale. Dal 2008, la produzione di motori a magneti permanenti in Cina è aumentata rapidamente, diventando gradualmente il principale produttore mondiale, e la domanda di materie prime in NdFeB è raddoppiata tra il 2008 e il 2020. Data la particolarità delle risorse di terre rare, la produzione e la lavorazione di NdFeB sono relativamente complesse, quindi il prezzo dei motori a magneti permanenti è superiore a quello dei motori tradizionali. I materiali magnetici rappresentano solitamente circa il 30% del costo totale.

2) Lamiera di acciaio al silicio:Utilizzato principalmente per formare il nucleo del motore a magneti permanenti. A causa del complesso processo di preparazione, il suo costo è relativamente elevato. La lamiera di acciaio al silicio rappresenta circa il 20% del costo totale.

3) Rame:Utilizzato principalmente come materiale conduttore nei motori a magneti permanenti, rappresentando circa il 15% del costo totale.

4) Acciaio:Utilizzato principalmente per produrre la struttura e il materiale dell'involucro dei motori a magneti permanenti, rappresentando circa il 10% del costo totale.

5) Alluminio:Utilizzato principalmente per realizzare dissipatori di calore, coperture terminali e altri componenti per la dissipazione del calore.

6) Costi delle attrezzature e degli utensili di produzione:rappresentano circa il 15% del costo totale.

2.2 Downstream: molteplici settori si stanno preparando a compiere sforzi e un enorme potenziale nel settore è in attesa di essere sfruttato

I motori a magneti permanenti sono ormai ampiamente utilizzati in vari campi e in molteplici settori. Finora, i motori a magneti permanenti sono entrati con successo nei settori automobilistico, degli elettrodomestici, dell'automazione industriale e in altri, contribuendo in modo significativo all'innovazione tecnologica e all'espansione del mercato. Inoltre, data la loro importanza per lo sviluppo economico, anche settori come quello petrolchimico, petrolifero e del gas, metallurgico ed elettrico hanno iniziato a utilizzare gradualmente i motori a magneti permanenti. In futuro, con l'attenzione crescente delle tendenze industriali verso l'intelligenza artificiale, l'automazione e il risparmio energetico, l'applicazione dei motori a magneti permanenti in vari settori a valle avrà un enorme potenziale e continuerà a mantenere un rapido slancio di sviluppo.

3.Analisi del mercato dei motori a magnete permanente

3.1 A proposito di domanda e offerta

Grazie allo sviluppo di nuove fonti energetiche, la domanda sta crescendo rapidamente. I produttori cinesi di motori a magneti permanenti con terre rare sono principalmente concentrati nella Cina orientale e meridionale, ricche di risorse di terre rare e con una solida base industriale. Vi è una forte domanda di motori a magneti permanenti, che favorisce la formazione di una filiera industriale completa. Dal 2015 al 2021, la produzione cinese di motori a magneti permanenti con terre rare è aumentata da 768 milioni di unità a 1,525 miliardi di unità, con un tasso di crescita annuo composto del 12,11%, superando significativamente il tasso di crescita medio dei micromotori (motori con diametro inferiore a 160 mm o potenza nominale inferiore a 750 mW) del 3,94%.

Grazie al rapido sviluppo del nuovo settore energetico, la domanda di motori a magneti permanenti in settori a valle come l'energia eolica e i veicoli elettrici è cresciuta rapidamente negli ultimi anni. Nel 2021 e nel 2022, la domanda cinese di motori a magneti permanenti a terre rare sarà rispettivamente di 1,193 miliardi di unità e 1,283 miliardi di unità, con un aumento annuo del 7,54%.

3.2 Informazioni sulle dimensioni del mercato

Il mercato cinese dei motori a magneti permanenti sta mostrando un forte slancio di crescita e la promozione dei settori downstream ha stimolato il potenziale di mercato. Negli ultimi anni, il mercato globale dei motori a magneti permanenti ha mantenuto una crescita costante e mostrato un trend di sviluppo ottimistico. Nel 2022, le dimensioni del mercato hanno raggiunto i 48,58 miliardi di dollari USA, con un aumento annuo del 7,96%. Si stima che entro il 2027 il mercato globale dei motori a magneti permanenti raggiungerà i 71,22 miliardi di dollari USA, con un tasso di crescita annuo composto del 7,95%. Trainato da settori downstream come i veicoli a nuova energia, i condizionatori d'aria a frequenza variabile e l'energia eolica, il mercato cinese dei motori a magneti permanenti sta mostrando un rapido trend di crescita. Attualmente, i prodotti con una gamma di potenza compresa tra 25 e 100 kW dominano il mercato.

Il mercato continua a crescere costantemente e la Cina è leader nello sviluppo di questo settore. Grazie al miglioramento delle prestazioni dei materiali a magneti permanenti e al progresso della tecnologia dei motori, il mercato globale dei motori a magneti permanenti manterrà una crescita costante. La Cina continuerà a mantenere la sua leadership di mercato. In futuro, l'integrazione del delta del fiume Yangtze, lo sviluppo della regione occidentale, l'ottimizzazione dei consumi e la promozione delle politiche forniranno un forte impulso all'applicazione su larga scala dei motori a magneti permanenti nel mercato cinese.

4. Panorama competitivo globale dei motori a magneti permanenti

Nello sviluppo di motori a magneti permanenti in tutto il mondo, Cina, Germania e Giappone sono diventati leader nei motori a magneti permanenti di alta qualità, precisione e innovativi, grazie ai loro anni di esperienza nella produzione e alle loro tecnologie chiave.

La Cina è diventata una base importante per l'industria mondiale dei motori a magneti permanenti e la sua competitività è in aumento.

In termini di distribuzione regionale, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Hunan e Anhui sono diventati basi importanti per l'industria cinese dei motori a magneti permanenti, occupando una quota di mercato considerevole.

In futuro, l'industria mondiale dei motori a magneti permanenti sarà interessata da una concorrenza più agguerrita e la Cina, in quanto mercato più dinamico e con maggiori potenzialità al mondo, svolgerà un ruolo importante in questo processo.

5. Introduzione al motore a magnete permanente Anhui Mingteng

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery&Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) è stata fondata il 18 ottobre 2007 con un capitale registrato di 144 milioni di RMB. Ha sede nella zona di sviluppo economico di Shuangfeng, nella città di Hefei, provincia di Anhui. È una moderna impresa high-tech che integra ricerca e sviluppo, produzione, vendita e assistenza per motori a magneti permanenti.

L'azienda si è sempre concentrata sulla ricerca e sviluppo dei prodotti. Dispone di un team di ricerca e sviluppo specializzato in motori a magneti permanenti composto da oltre 40 persone e ha instaurato rapporti di collaborazione a lungo termine con università, istituti di ricerca e grandi imprese statali. Il team di ricerca e sviluppo adotta la moderna teoria e la tecnologia avanzata di progettazione dei motori. Dopo oltre dieci anni di accumulo tecnico, ha sviluppato quasi 2.000 specifiche di motori a magneti permanenti, tra cui motori convenzionali, a frequenza variabile, antideflagranti, antideflagranti a frequenza variabile, a trasmissione diretta e antideflagranti a trasmissione diretta. L'azienda comprende appieno i requisiti tecnici delle diverse apparecchiature di azionamento in vari settori e ha acquisito una vasta quantità di dati di progettazione, produzione, collaudo e utilizzo di prima mano.

I motori a magneti permanenti ad alta e bassa tensione di Mingteng sono stati utilizzati con successo su molteplici carichi, quali ventilatori, pompe idrauliche, nastri trasportatori, mulini a sfere, miscelatori, frantoi, raschiatori, pompe per olio, filatoi, ecc. in diversi settori quali l'industria mineraria, siderurgica ed elettrica, ottenendo buoni risultati in termini di risparmio energetico e riscuotendo ampi consensi.

Mingteng ha sempre insistito sull'innovazione indipendente, aderendo alla politica aziendale di "prodotti di prima classe, gestione di prima classe, servizi di prima classe e marchi di prima classe", personalizzando soluzioni globali di risparmio energetico per sistemi di motori a magneti permanenti intelligenti per gli utenti, creando un team di ricerca e sviluppo e innovazione delle applicazioni per motori a magneti permanenti con influenza cinese e impegnandosi a diventare leader e standard setter nel settore dei motori a magneti permanenti con terre rare in Cina.

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