【熱點】(中)電機年產超10億臺，BLDC電機滲透率有望持續提升!什么是BLDC電機
來源：電機通 瀏覽次數：4752 發布時間：2022-02-24
電動工具是應用最為廣泛的五金機電產品之一。因其結構輕盈、攜帶使用方便、出產效率高，能耗低等特點，廣泛應用在建筑、裝飾裝潢、木業加工、金屬加工，以及其他制造業等各應用行業的鉆、切、磨等加工環節。 隨著技術的不斷發展，以及DIY觀念逐漸被人們接受，電動工具的應用范圍也在不斷擴展，許多傳統手動工具作業的領域開始更多地被電動工具所取代，電動工具也正在從產業應用拓展到家庭生活當中。電動工具的需求量正在逐年增加。 電動工具的無刷化其實很早就開始了，在2010年時，國外有些品牌就推出了采用無刷電機的電動工具了。隨著鋰電池技術的成熟，價格越來越親民，手持工具的量級在逐年增加，現在可與插電式的工具平分秋色。 其實國內的電動工具產量一直都比較大，這幾年有所下滑。根據國家統計局的統計，2021年，我國電動工具的產量為2.2億臺左右。 據我們了解，國內電扳手基本上已經實現了無刷化，電鉆類、高壓型，以及園林類工具還沒有完全無刷化，不過也轉換過程中。轉化慢的原因主要還是因為成本問題。目前BLDC電機相對傳統電機來說還是比較貴的。 目前國內的電動工具主要集中在華東、華南、西南地區生產；其中華東地區產量最高，特別是浙江省貢獻了最多產量；浙江和江蘇兩省產量加起來超過了80%。
電動自行車
在國內，電動自行車也是一個不小的市場，根據國家統計局的數據，2020年，我國電動自行車產量達到2966.1萬輛。 國內對電動自行車的需求大，隨著新國標的執行，以前的存量市場也將會需要替換成新國標的電動自行車。據我們了解，這個存量超過了1億。想想這個市場也是蠻大的。 我們也統計了一下BLDC電機在家電領域的滲透率情況。這個更多是我們跟業內的一些比較熟悉市場的人交流后獲得的，并不一定很準確，只是給大家一個參考。 其實家電產品中的電機用量是非常大的，我們粗略做了一個統計，在沒算上空調、冰箱和洗衣機等大家電的情況下，年需電機量就超過8億臺了。如果算上的話，應該遠超10億臺電機的用量了。 這幾個市場的滲透率普遍在10%以下，暢想一下未來，不說做新的產品市場，就是將現有的這些市場替換到50%，或者60%，市場規模也是相當可觀的。 無刷直流電機（BLDC）克服了有刷直流電機的先天性缺陷，以電子換向器取代了機械換向器，所以無刷直流電機既具有直流電機良好的調速性能等特點，又具有交流電機結構簡單、無換向火花、運行可靠和易于維護等優點。無刷直流電機的實質是直流電源輸入，采用電子逆變器將直流電轉換為交流電，有轉子位置反饋的三相交流永磁同步電機。性能上相較一般的傳統直流電機有很大優勢，是當今最理想的調速電機。直流電機以良好的啟動性能、調速性能等優點著稱，其中屬于直流電機一類的有刷直流電機采用機械換向器，使得驅動方法簡單，其模型示意圖如下圖所示。
電機主要由永磁材料制造的定子、繞有線圈繞組的轉子（電樞） 、換向器和電刷等構成。只要在電刷的A和B兩端通入一定的直流電流， 電機的換向器就會自動改變電機轉子的磁場方向，這樣，直流電機的轉子就會持續運轉下去。BLDC電機中的“BL”意為“無刷”，就是DC電機（有刷電機）中的“電刷”沒有了。無刷直流電機(BLDC)以電子換向器取代了機械換向器，所以無刷直流電機既具有直流電機良好的調速性能等特點，又具有交流電機結構簡單、無換向火花、運行可靠和易于維護等優點。無刷直流電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無)組成。可見，它和直流電機有著很多共同點，定子和轉子的結構差不多(原來的定子變為轉子，轉子變為定子)，繞組的連線也基本相同。但是，結構上它們有一個明顯的區別：無刷直流電機沒有直流電機中的換向器和電刷，取而代之的是位置傳感器。這樣，電機結構就相對簡單，降低了電機的制造和維護成本，但無刷直流電機不能自動換向(相)，犧牲的代價是電機控制器成本的提高(如同樣是三相直流電機，有刷直流電機的驅動橋需要 4 只功率管，而無刷直流電機的驅動橋則需要 6 只功率管)。圖1所示為其中一種小功率三相、星形連接、單副磁對極的無刷直流電機，它的定子在內，轉子在外。另一種無刷直流電機的結構和這種剛剛相反，它的定子在外，轉子在內，即定子是線圈繞組組成的機座，而轉子用永磁材料制造。
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