汇川技术_永磁直驱产业化

汇川技术

生产稀土永磁同步电机直驱系统

发布时间：2010-09-03

1、项目概况

本项目为在苏州新建稀土永磁同步电机直驱系统生产线，项目建成达产后，将形成稀土永磁同步电机直驱系统生产能力5,000 套/年，实现稀土永磁同步电机直驱系统的批量生产。

2、项目背景及必要性

（1）背景

直驱系统包括直驱驱动器和直驱电机。

直驱是直接驱动的简称，即电机直接与执行部件连接，没有中间的机械传动环节，由电机直接驱动机器运转。

上图为直驱系统与传统驱动系统的对比示意图，可以看出，传统的传动系统是由电机通过机械传动环节（例如：变速箱、减速器、丝杠、涡轮蜗杆等），将动力传递给执行部分，而直驱系统取消了传动环节。传统的机械传动主要有几个方面的缺陷：系统噪音高、摩擦损耗高、能量损失大、机械间隙或弹性变形等影响系统精度、系统传动速度无法提高、系统维护保养成本高、系统寿命短等。

直驱系统作为新兴的传动系统，克服了传统系统固有的缺陷，具有很大的发展潜力，直驱系统的优势主要体现为：

直驱系统避免了机械传动环节的机械间隙或者机械弹性变形等影响，提高了系统控制精度；

系统传动效率高，比传统系统效率提高20%-60%，节能明显；

系统体积小，重量轻；

系统噪声低；

系统维护方便，维护成本低。

对于配备变速箱、丝杠、涡轮蜗杆等环节的设备，都可以用直驱技术对系统进行改进，以取消这些机械环节。对于具备减速箱环节的系统，经过减速箱后电机转速被降低，而输出转矩被提升，在系统取消减速箱后，必须降低电机额定转速并增大电机额定转矩，来满足系统的工艺要求。多极对数稀土永磁同步电机恰恰具备转速低转矩大的特点，特别适合直驱系统对电机的要求。目前，直驱系统的电机，绝大部分采用的是稀土永磁同步电机。

直驱系统在国外已经步入普及阶段，在塑料挤出机、物流传送、精密机床、电梯等领域应用广泛。但我国直驱系统的应用还比较落后，大力发展直驱技术的研发与应用，对提升我国装备技术水平，跟踪国际技术发展具有深远意义。

（2）必要性

①将直驱技术产品化，是公司拓展高端行业的必然选择

公司在开发伺服系统过程中，积累了永磁同步电机驱动技术和永磁同步电机设计技术，这些技术为开发直驱系统提供了技术基础。特别是公司开发的ISMD系列永磁同步直驱电机，样机已经通过了客户现场测试，表明公司具备了提供直驱系统的能力。国内目前能够提供直驱系统的厂家还很少，直驱技术的储备为公司赢得在直驱领域的技术优势。

公司一直致力于拓展中高端行业，正处于快速发展阶段的直驱应用领域，为公司拓展高端行业提供了有利机会。

②成功拓展直驱领域，是公司实现由“国内高端变频产品供应商”向“综合的工业自动化控制产品供应商”品牌转换目标的需要。

公司在变频器产品成功立足市场后，先后推出PLC、伺服系统两个产品，是为了能够在工业自动化控制领域，为客户提供综合的产品和解决方案，拓宽公司的客户范围，促进公司的长远发展。

由于涵盖多种技术（电机驱动技术、电机设计技术、控制技术等），直驱系统具有一定的技术门槛，目前基本依靠进口，而进口直驱系统价格十分昂贵，制约了国内直驱系统的推广。

直驱系统的发展现状对公司非常有利，公司若能快速将直驱系统推向市场，不仅能抢占市场

先机，而且能比较容易的在直驱领域成功立足，从而促成公司综合产品供应商的品牌形象，使公司品牌在整个工业控制领域得到认可。

3、项目市场前景分析

（1）行业趋势与市场容量

在国外，直驱系统被用于塑料挤出机、机床、纺织、印刷等行业。直驱系统因其巨大的优越性，近年来在国内逐步被认可。根据国内外应用趋势，本项目主要目标市场定位为塑料挤出机、物流传送等行业。

①塑料挤出机行业

塑料挤出机较多采用的是交流异步电机与硬齿面的减速机构连接，以配合螺杆的转速要求。电机输出的功率在减速箱齿轮的摩擦中产生约15%的损失。减速箱的存在，降低了效率，产生了噪音，还增加了日常维护的工作量。采用直驱系统后可大大提高整机效率，减少能耗，改善工作环境。

国际上直驱系统在塑料挤出行业的普及速度非常快，2008年3月的德国杜赛尔多夫国际塑料及橡胶博览会上，只有大约20%的制造商展出了装配直驱系统的塑料成型机械，但是20 09年同样的展会上，这个比例上升到了约80%。

我国每年的挤出机产量大约在5 万台左右，而且电机功率都比较大，直驱系统在挤出机行业市场前景广阔。

②物流传送行业

直驱系统在物流传送中的应用也具有较好的推广潜力。以陶瓷生产线的输送带设备为例，行业惯例是采用交流异步电机带摆线针轮减速机来驱动曳引轮。由于设备布置的需要，传动环节还需要一个开放的链条机构，增加了噪音，降低了效率。另外在开放式的油浴式润滑环境中，工人们还需要经常进行添加润滑油的例行保养，增加了使用成本，废油也造成了环境污染。如采用直驱电机，可大大降低能耗，减小噪音，使运转更加平稳，并省去了大量的维护运行工作。

（2）竞争对手情况

目前直驱系统的市场还处于起步阶段，市场竞争不够充分，国内还无成熟的产品，主要依靠进口，以德国鲍米勒（Baumueller ）、美国丹纳赫（Danaher Motion ）等国外品牌厂商为主。

①德国鲍米勒

德国鲍米勒，以提供定制的自动化系统解决方案为主，开发生产电机、驱动器、控制系统等产品。其生产的DST高转矩电机及驱动器在塑料机械、印刷机械等场合应用普遍。

②美国丹纳赫

美国丹纳赫，主要为用户提供集成运动控制产品，是直接驱动技术的行业领导者之一。

与国外竞争对手相比，公司产品在满足客户需求的前提下，具有较大的价格优势。另外，由于直驱系统属新兴行业，并具有批量小种类多的特点，依靠公司快速响应客户个性化需求的优势，通过在重点行业推广，可有效抢占市场。

（3）产能消化分析

本项目建设期2年，预计项目达产时间为2013年。本项目达产后，公司稀土永磁同步电机直驱系统年生产能力达到5,000套。

公司试产的直驱系统由ISMD 系列永磁同步直驱电机与直驱驱动器构成，产品照片如下图所示。

图表2 ISMD 系列直驱电机图表3 直驱系统驱动器公司产品是针对塑料挤出机和陶瓷生产线等行业开发的，所以产品的拓展将重点针对上述行业。公司开发的ISMD 系列直驱电机能很好应用于塑料挤出机行业，该电机为大转矩低转速稀土永磁同步电机，如型号为I SMD1-8E0120 的电机，是额定转速120 转/分的80kW 电机，其额定转矩达到6,360 牛·米，完全满足塑料挤出机的大转矩要求，已通过了多个塑料挤出机客户现场的验收测试，并与部分客户达成初步供货协议。我国每年生产塑料挤出机5 万台左右，如果直驱系统在塑料挤出行业推广，市场前景广阔。

公司的直驱系统还在陶瓷生产线上完成了测试，达到了预期的效果，而客户一条生产线上就有几十台这样的系统需要改造，改造市场前景广阔。