【熱點(diǎn)】(中)電機(jī)年產(chǎn)超10億臺(tái)，BLDC電機(jī)滲透率有望持續(xù)提升!什么是BLDC電機(jī)
來(lái)源：電機(jī)通 瀏覽次數(shù)：4429 發(fā)布時(shí)間：2022-02-24
電動(dòng)工具是應(yīng)用最為廣泛的五金機(jī)電產(chǎn)品之一。因其結(jié)構(gòu)輕盈、攜帶使用方便、出產(chǎn)效率高，能耗低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在建筑、裝飾裝潢、木業(yè)加工、金屬加工，以及其他制造業(yè)等各應(yīng)用行業(yè)的鉆、切、磨等加工環(huán)節(jié)。 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，以及DIY觀念逐漸被人們接受，電動(dòng)工具的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，許多傳統(tǒng)手動(dòng)工具作業(yè)的領(lǐng)域開(kāi)始更多地被電動(dòng)工具所取代，電動(dòng)工具也正在從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用拓展到家庭生活當(dāng)中。電動(dòng)工具的需求量正在逐年增加。 電動(dòng)工具的無(wú)刷化其實(shí)很早就開(kāi)始了，在2010年時(shí)，國(guó)外有些品牌就推出了采用無(wú)刷電機(jī)的電動(dòng)工具了。隨著鋰電池技術(shù)的成熟，價(jià)格越來(lái)越親民，手持工具的量級(jí)在逐年增加，現(xiàn)在可與插電式的工具平分秋色。 其實(shí)國(guó)內(nèi)的電動(dòng)工具產(chǎn)量一直都比較大，這幾年有所下滑。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)，2021年，我國(guó)電動(dòng)工具的產(chǎn)量為2.2億臺(tái)左右。 據(jù)我們了解，國(guó)內(nèi)電扳手基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷化，電鉆類、高壓型，以及園林類工具還沒(méi)有完全無(wú)刷化，不過(guò)也轉(zhuǎn)換過(guò)程中。轉(zhuǎn)化慢的原因主要還是因?yàn)槌杀締?wèn)題。目前BLDC電機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)電機(jī)來(lái)說(shuō)還是比較貴的。 目前國(guó)內(nèi)的電動(dòng)工具主要集中在華東、華南、西南地區(qū)生產(chǎn)；其中華東地區(qū)產(chǎn)量最高，特別是浙江省貢獻(xiàn)了最多產(chǎn)量；浙江和江蘇兩省產(chǎn)量加起來(lái)超過(guò)了80%。
電動(dòng)自行車
在國(guó)內(nèi)，電動(dòng)自行車也是一個(gè)不小的市場(chǎng)，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，2020年，我國(guó)電動(dòng)自行車產(chǎn)量達(dá)到2966.1萬(wàn)輛。 國(guó)內(nèi)對(duì)電動(dòng)自行車的需求大，隨著新國(guó)標(biāo)的執(zhí)行，以前的存量市場(chǎng)也將會(huì)需要替換成新國(guó)標(biāo)的電動(dòng)自行車。據(jù)我們了解，這個(gè)存量超過(guò)了1億。想想這個(gè)市場(chǎng)也是蠻大的。BLDC電機(jī)在家電市場(chǎng)的滲透率
我們也統(tǒng)計(jì)了一下BLDC電機(jī)在家電領(lǐng)域的滲透率情況。這個(gè)更多是我們跟業(yè)內(nèi)的一些比較熟悉市場(chǎng)的人交流后獲得的，并不一定很準(zhǔn)確，只是給大家一個(gè)參考。 其實(shí)家電產(chǎn)品中的電機(jī)用量是非常大的，我們粗略做了一個(gè)統(tǒng)計(jì)，在沒(méi)算上空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)等大家電的情況下，年需電機(jī)量就超過(guò)8億臺(tái)了。如果算上的話，應(yīng)該遠(yuǎn)超10億臺(tái)電機(jī)的用量了。 這幾個(gè)市場(chǎng)的滲透率普遍在10%以下，暢想一下未來(lái)，不說(shuō)做新的產(chǎn)品市場(chǎng)，就是將現(xiàn)有的這些市場(chǎng)替換到50%，或者60%，市場(chǎng)規(guī)模也是相當(dāng)可觀的。 無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器，所以無(wú)刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點(diǎn)，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)質(zhì)是直流電源輸入，采用電子逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，有轉(zhuǎn)子位置反饋的三相交流永磁同步電機(jī)。性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機(jī)有很大優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。介紹無(wú)刷直流電機(jī)之前，我們先來(lái)看看有刷電機(jī)：直流電機(jī)以良好的啟動(dòng)性能、調(diào)速性能等優(yōu)點(diǎn)著稱，其中屬于直流電機(jī)一類的有刷直流電機(jī)采用機(jī)械換向器，使得驅(qū)動(dòng)方法簡(jiǎn)單，其模型示意圖如下圖所示。
DC電機(jī)（有刷電機(jī)）的運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖電機(jī)主要由永磁材料制造的定子、繞有線圈繞組的轉(zhuǎn)子（電樞） 、換向器和電刷等構(gòu)成。只要在電刷的A和B兩端通入一定的直流電流， 電機(jī)的換向器就會(huì)自動(dòng)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)方向，這樣，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，增加了制造成本；容易被環(huán)境（如灰塵等）影響，降低了工作的可靠性；換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，限制了使用范圍；
BLDC電機(jī)中的“BL”意為“無(wú)刷”，就是DC電機(jī)（有刷電機(jī)）中的“電刷”沒(méi)有了。無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)以電子換向器取代了機(jī)械換向器，所以無(wú)刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點(diǎn)，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。BLDC電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖無(wú)刷直流電機(jī)主要由用永磁材料制造的轉(zhuǎn)子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無(wú))組成。可見(jiàn)，它和直流電機(jī)有著很多共同點(diǎn)，定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)差不多(原來(lái)的定子變?yōu)檗D(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子變?yōu)槎ㄗ?，繞組的連線也基本相同。但是，結(jié)構(gòu)上它們有一個(gè)明顯的區(qū)別：無(wú)刷直流電機(jī)沒(méi)有直流電機(jī)中的換向器和電刷，取而代之的是位置傳感器。這樣，電機(jī)結(jié)構(gòu)就相對(duì)簡(jiǎn)單，降低了電機(jī)的制造和維護(hù)成本，但無(wú)刷直流電機(jī)不能自動(dòng)換向(相)，犧牲的代價(jià)是電機(jī)控制器成本的提高(如同樣是三相直流電機(jī)，有刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋需要 4 只功率管，而無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋則需要 6 只功率管)。圖1所示為其中一種小功率三相、星形連接、單副磁對(duì)極的無(wú)刷直流電機(jī)，它的定子在內(nèi)，轉(zhuǎn)子在外。另一種無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和這種剛剛相反，它的定子在外，轉(zhuǎn)子在內(nèi)，即定子是線圈繞組組成的機(jī)座，而轉(zhuǎn)子用永磁材料制造。
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