丹東電機是一種將電(dian)(dian)能轉換(huan)為機(ji)械能的裝置。大多數電(dian)(dian)機(ji)通過(guo)電(dian)(dian)流在導線(xian)繞(rao)組中與磁場的相互作用(yong)(yong)來產生扭矩，作用(yong)(yong)在電(dian)(dian)機(ji)軸上形成力。電(dian)(dian)機(ji)應用(yong)(yong)場景眾多，在消費市場、工(gong)業、車載等都有應用(yong)(yong)。

下面我們首先(xian)通過復盤(pan)海外(wai)高(gao)(gao)端電(dian)(dian)機(ji)(ji)廠(chang)商(shang)的發展歷程，了(le)解率先(xian)布局高(gao)(gao)壁壘/新興(xing)領域(yu)+掌握一(yi)體化(hua)技術、掌握先(xian)發優勢是維持(chi)電(dian)(dian)機(ji)(ji)企業高(gao)(gao)利潤的關鍵。當前電(dian)(dian)機(ji)(ji)行業競(jing)(jing)爭激烈(lie)，人形(xing)機(ji)(ji)器人蓄勢待發，驅動電(dian)(dian)機(ji)(ji)廠(chang)商(shang)抓(zhua)住技術更新迭代的機(ji)(ji)遇，及(ji)時布局伺(si)服電(dian)(dian)機(ji)(ji)、空(kong)心杯電(dian)(dian)機(ji)(ji)、無(wu)框電(dian)(dian)機(ji)(ji)等，真(zhen)正(zheng)實現國產替代沖出重圍(wei)，在下一(yi)階段競(jing)(jing)爭中搶(qiang)占先(xian)機(ji)(ji)。

01電機行業概述

1.電機定義及組成

電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是一種利用(yong)電(dian)(dian)與磁相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)從(cong)而實現能(neng)(neng)(neng)量轉換與傳遞的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)電(dian)(dian)磁裝置。廣義的(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)包括電(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和特(te)種電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。電(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從(cong)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)吸(xi)收電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)，向機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)系(xi)統(tong)輸(shu)出機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)，各類型的(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廣泛應用(yong)于我(wo)國經(jing)濟(ji)生產各部門以及(ji)家用(yong)電(dian)(dian)器中，主(zhu)要作(zuo)為驅(qu)動各種機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)設備(bei)的(de)(de)動力；發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從(cong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)系(xi)統(tong)吸(xi)收機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)，向電(dian)(dian)系(xi)統(tong)輸(shu)出電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)，發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和相(xiang)關設備(bei)的(de)(de)技(ji)術(shu)進步，使(shi)(shi)人們(men)能(neng)(neng)(neng)夠利用(yong)熱能(neng)(neng)(neng)、水能(neng)(neng)(neng)、核能(neng)(neng)(neng)以及(ji)風能(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)、生物質能(neng)(neng)(neng)等(deng)(deng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)(dian)，向國民(min)經(jing)濟(ji)各部門和廣大城鄉居民(min)提供所(suo)需電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)；特(te)種電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主(zhu)要是指(zhi)使(shi)(shi)用(yong)環(huan)境、生產工(gong)藝、技(ji)術(shu)標準等(deng)(deng)比較特(te)殊(shu)而區別于普通電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。

從(cong)結(jie)(jie)構上來看，不同(tong)類型電(dian)機(ji)結(jie)(jie)構雖然不同(tong)，但一般都是由(you)(you)三大部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)組(zu)成(cheng)，即固定(ding)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)、轉(zhuan)動(dong)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)和輔(fu)助(zhu)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)。固定(ding)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)主要由(you)(you)定(ding)子(zi)(zi)機(ji)座、機(ji)架、定(ding)子(zi)(zi)鐵心、定(ding)子(zi)(zi)繞(rao)(rao)組(zu)、端(duan)蓋(gai)及(ji)底(di)板等(deng)導(dao)(dao)磁、導(dao)(dao)電(dian)和支(zhi)撐(cheng)固定(ding)等(deng)結(jie)(jie)構部(bu)(bu)(bu)件組(zu)合；電(dian)機(ji)的轉(zhuan)動(dong)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)包括(kuo)轉(zhuan)軸(zhou)、轉(zhuan)子(zi)(zi)鐵心、轉(zhuan)子(zi)(zi)支(zhi)架、轉(zhuan)子(zi)(zi)繞(rao)(rao)組(zu)、集(ji)電(dian)環、換向(xiang)器和風扇等(deng)部(bu)(bu)(bu)件；輔(fu)助(zhu)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)包括(kuo)軸(zhou)承、電(dian)刷和冷卻(que)器等(deng)。

2.電機分類

電機有多種分類方式，按(an)照(zhao)應用領域分為動(dong)力(li)電機和控制電機；按(an)照(zhao)電源類型(xing)分為直(zhi)流電機和交流電機。

（1）按照(zhao)應用領(ling)域分為動力(li)電機和控制電機

動力電機(ji)輸出功率較大，注(zhu)重電機(ji)的(de)驅動、運行及制動性能，主(zhu)要(yao)(yao)應用于汽(qi)車、家電、小型機(ji)床等(deng)領域。控制電機(ji)側重電機(ji)輸出量的(de)幅(fu)頻特性、相頻特性及輸出特性的(de)精度(du)(du)、靈(ling)敏度(du)(du)、穩定性、線性度(du)(du)等(deng)指標(biao)，精度(du)(du)高、響(xiang)應速度(du)(du)快，主(zhu)要(yao)(yao)在自(zi)動控制系統中承擔執行、檢測(ce)和解算功能。

1）動力電機

按照(zhao)運(yun)動方(fang)式進(jin)一步分為(wei)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電(dian)機(ji)(ji)和直(zhi)線電(dian)機(ji)(ji)。直(zhi)線電(dian)機(ji)(ji)可看作(zuo)由旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電(dian)機(ji)(ji)展平而得，其(qi)定子叫(jiao)初級(ji)、轉(zhuan)(zhuan)子叫(jiao)次級(ji)，其(qi)優勢在于可以直(zhi)接將(jiang)電(dian)能轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為(wei)直(zhi)線運(yun)動的機(ji)(ji)械能，而無需再借(jie)助中間轉(zhuan)(zhuan)換(huan)裝置。常見(jian)的直(zhi)線電(dian)機(ji)(ji)可分為(wei)U型槽式、平板式和管式。其(qi)主要(yao)(yao)應(ying)用(yong)于自動控(kong)制系統、短距離需要(yao)(yao)巨大直(zhi)線運(yun)動能的裝置或作(zuo)為(wei)長期連續運(yun)行的驅動電(dian)機(ji)(ji)，例如(ru)用(yong)于磁懸浮(fu)列車以及無鋼絲繩電(dian)梯的驅動。

2）控制電機

按照控制(zhi)方式(shi)進(jin)一步(bu)分為步(bu)進(jin)電機(ji)、伺服電機(ji)、力矩電機(ji)。

步進電(dian)機是一(yi)種把電(dian)脈沖(chong)信號轉換(huan)成角(jiao)位移(yi)的(de)電(dian)動機，每輸(shu)入一(yi)個脈沖(chong)信號，步進電(dian)機就按(an)照設(she)定的(de)方(fang)向轉動一(yi)個固定的(de)角(jiao)度。其結構簡(jian)單但效率和精度較低，多(duo)用于辦公自動化、通信設(she)備(bei)(bei)、印刷(shua)設(she)備(bei)(bei)等(deng)領域。 

伺服電(dian)(dian)機相較于步進電(dian)(dian)機增加了編碼(ma)器(qi)與反饋機制，使得驅(qu)動(dong)器(qi)可以根據目標(biao)值(zhi)與編碼(ma)器(qi)的(de)反饋信號之間的(de)差異來調整轉子轉動(dong)的(de)角度(du)，從(cong)而(er)可實(shi)現更(geng)精(jing)密(mi)的(de)控制，主要(yao)適用于半導體(ti)、光伏、鋰電(dian)(dian)、工業(ye)自(zi)動(dong)化、機器(qi)人等(deng)對于控制精(jing)度(du)、速度(du)響應、過載能力及(ji)穩定(ding)性要(yao)求高的(de)領域(yu)。空心杯電(dian)(dian)機是一種特殊(shu)的(de)伺服電(dian)(dian)機，采用無鐵(tie)芯轉子，呈空心的(de)杯狀(zhuang)結(jie)構，內(nei)部環繞著繞組和磁(ci)鐵(tie)。

力(li)(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)是以扭(niu)矩(ju)為控制(zhi)(zhi)方向的(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)，采用開(kai)環控制(zhi)(zhi)。當(dang)負(fu)載轉(zhuan)矩(ju)增大時(shi)(shi)能(neng)自動(dong)降低(di)轉(zhuan)速，同(tong)時(shi)(shi)加大輸出轉(zhuan)矩(ju)，當(dang)負(fu)載轉(zhuan)矩(ju)為一定值時(shi)(shi)改變電(dian)(dian)機(ji)端(duan)電(dian)(dian)壓便(bian)可調(diao)速。在電(dian)(dian)動(dong)機(ji)低(di)速甚至堵(du)轉(zhuan)（轉(zhuan)子無(wu)法轉(zhuan)動(dong)）時(shi)(shi)仍能(neng)持(chi)續運轉(zhuan)，不會造成電(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)損壞，并提(ti)供穩(wen)定的(de)(de)力(li)(li)矩(ju)給負(fu)載，具有低(di)轉(zhuan)速、大扭(niu)矩(ju)、過載能(neng)力(li)(li)強、響(xiang)應快、特性線性度(du)好(hao)等優點。力(li)(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)分(fen)為有框力(li)(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)和無(wu)框力(li)(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)。

（2）按照電源類型分為直流電機和交流電機

直流(liu)電(dian)機(ji)(ji)由直流(liu)電(dian)源驅動，交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)(ji)由交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)源驅動。直流(liu)電(dian)機(ji)(ji)調(diao)速性能好(hao)、啟動力矩大，適(shi)用(yong)于在重負載下啟動或需要均勻(yun)調(diao)節轉(zhuan)速的機(ji)(ji)械。交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)(ji)效率高、噪音低，常用(yong)于家用(yong)電(dian)器中(zhong)。

1）直流電機

按照(zhao)電刷(shua)的(de)有無進一(yi)步(bu)分為(wei)有刷(shua)電機(ji)與無刷(shua)電機(ji)。對(dui)于直流電機(ji)，為(wei)使轉子轉動需要不斷改變電流方向(xiang)。

有(you)刷(shua)電機采用機械換(huan)向，內部(bu)的(de)(de)(de)電樞和換(huan)向器(qi)一起旋轉，而(er)外部(bu)的(de)(de)(de)磁(ci)極(ji)和電刷(shua)都不動。通過換(huan)向器(qi)與電刷(shua)的(de)(de)(de)交替接觸，電機運行時(shi)電流的(de)(de)(de)方(fang)向就(jiu)會不斷改變，從而(er)改變電機的(de)(de)(de)運動方(fang)向。其優(you)勢(shi)在(zai)(zai)于啟動快(kuai)速、制動及時(shi)、調速平穩(wen)，并且啟動電流大、在(zai)(zai)低速時(shi)扭矩大，因(yin)而(er)能帶(dai)很重的(de)(de)(de)負荷，常(chang)用在(zai)(zai)電鉆(zhan)等日常(chang)電動工具中。但由于換(huan)向器(qi)與電刷(shua)之間存在(zai)(zai)摩擦，因(yin)而(er)電刷(shua)易損耗、壽命短，并且效率(lv)較低。

無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)采用(yong)(yong)電(dian)(dian)氣換(huan)向(xiang)(xiang)，以霍(huo)(huo)爾元件(jian)等電(dian)(dian)子換(huan)向(xiang)(xiang)器替代了機(ji)械電(dian)(dian)刷(shua)裝置(zhi)(zhi)，其線圈不動而磁(ci)極(ji)旋轉。其原理(li)是(shi)通過霍(huo)(huo)爾元件(jian)感知永磁(ci)體磁(ci)極(ji)的位(wei)置(zhi)(zhi)，從而適時切換(huan)線圈中電(dian)(dian)流(liu)的方(fang)向(xiang)(xiang)，以產生正確方(fang)向(xiang)(xiang)的磁(ci)力來驅動電(dian)(dian)機(ji)。無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)的優勢在于故障率低(di)、使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)長、運行時間和(he)電(dian)(dian)壓比較穩定。

2）交流電機

交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)機按照電(dian)(dian)源類型分為單(dan)相(xiang)電(dian)(dian)機與三相(xiang)電(dian)(dian)機。單(dan)相(xiang)電(dian)(dian)機采用單(dan)相(xiang)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)，定子僅含(han)一(yi)個繞組，需借助啟動線圈或運行電(dian)(dian)容(rong)器(qi)等以產(chan)生(sheng)旋轉磁場(chang)。特(te)點是結構簡單(dan)、維修方便，多應用于(yu)小(xiao)型家用電(dian)(dian)器(qi)等生(sheng)活場(chang)景。三相(xiang)電(dian)(dian)機采用三相(xiang)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)，定子繞組分為三組，通入互差120°的交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)就可產(chan)生(sheng)旋轉磁場(chang)。三相(xiang)電(dian)(dian)機效率高、功率大、可靠性(xing)和(he)精(jing)度高，多用于(yu)水泵、機床等工業(ye)領域(yu)。

交流電機按照轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速是否相同，交流電機分為同步電機與異步電機。同步電機的轉速恒定，而異步電機的轉速可以隨著負載的變化而調節。常見的電力拖動機械大多由異步電機驅動，如空氣壓縮機、鼓風機、大型起重設備等。而同步電機主要適用于要求轉速恒定的大功率生產機械，如連續式軋鋼機、球磨機等，由于其造價昂貴、維修困難而應用較少。