合川電機是(shi)一(yi)種將電能轉換為機械能的裝(zhuang)置(zhi)。大(da)多數電機通過電流(liu)在導線繞組(zu)中與磁場(chang)的相(xiang)互作(zuo)用(yong)來產(chan)生扭矩，作(zuo)用(yong)在電機軸(zhou)上形成力。電機應用(yong)場(chang)景眾多，在消費市場(chang)、工(gong)業、車載等都有應用(yong)。

下面我們(men)首先通(tong)過復盤海(hai)外高(gao)(gao)端電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廠商(shang)的發展歷程(cheng)，了解(jie)率先布局(ju)高(gao)(gao)壁壘/新興領域+掌握一(yi)(yi)體化技術(shu)、掌握先發優勢是(shi)維持電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)企業高(gao)(gao)利潤的關鍵。當前電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)行(xing)業競(jing)爭(zheng)激烈，人(ren)形機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)蓄(xu)勢待發，驅動(dong)電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廠商(shang)抓(zhua)住技術(shu)更新迭(die)代的機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)遇，及時布局(ju)伺服電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、空心杯電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、無框電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等，真(zhen)正實(shi)現(xian)國產替代沖(chong)出重圍(wei)，在下一(yi)(yi)階段競(jing)爭(zheng)中搶(qiang)占先機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。

01電機行業概述

1.電機定義及組成

電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)一種(zhong)利用電(dian)與(yu)磁(ci)相互作用從(cong)而實現能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量轉換與(yu)傳(chuan)遞的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械電(dian)磁(ci)裝置。廣(guang)義的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)包括電(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和特(te)種(zhong)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。電(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從(cong)電(dian)系(xi)統(tong)吸收(shou)(shou)電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，向(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械系(xi)統(tong)輸出機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，各(ge)類型的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廣(guang)泛應(ying)用于我國(guo)經濟生(sheng)產各(ge)部門以及家用電(dian)器中，主要作為驅(qu)動(dong)各(ge)種(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械設(she)備的(de)(de)動(dong)力；發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從(cong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械系(xi)統(tong)吸收(shou)(shou)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，向(xiang)電(dian)系(xi)統(tong)輸出電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和相關設(she)備的(de)(de)技術進步，使(shi)人們能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠利用熱能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、水能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)以及風能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、生(sheng)物質能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)，向(xiang)國(guo)民經濟各(ge)部門和廣(guang)大(da)城鄉居(ju)民提供(gong)所需電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)；特(te)種(zhong)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主要是(shi)指使(shi)用環境(jing)、生(sheng)產工(gong)藝(yi)、技術標準等比較特(te)殊而區別(bie)于普通電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。

從結(jie)(jie)(jie)構(gou)上(shang)來看，不同類型電(dian)(dian)機(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)雖然不同，但一般都(dou)是由三大部(bu)分(fen)(fen)組(zu)成(cheng)，即固定部(bu)分(fen)(fen)、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)部(bu)分(fen)(fen)和(he)輔助部(bu)分(fen)(fen)。固定部(bu)分(fen)(fen)主要(yao)由定子(zi)(zi)機(ji)(ji)座、機(ji)(ji)架(jia)、定子(zi)(zi)鐵(tie)心(xin)(xin)、定子(zi)(zi)繞組(zu)、端蓋(gai)及底板等(deng)導(dao)磁(ci)、導(dao)電(dian)(dian)和(he)支撐固定等(deng)結(jie)(jie)(jie)構(gou)部(bu)件(jian)組(zu)合；電(dian)(dian)機(ji)(ji)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)部(bu)分(fen)(fen)包括轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軸、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)鐵(tie)心(xin)(xin)、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)支架(jia)、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)繞組(zu)、集電(dian)(dian)環、換(huan)向器(qi)和(he)風扇(shan)等(deng)部(bu)件(jian)；輔助部(bu)分(fen)(fen)包括軸承、電(dian)(dian)刷和(he)冷卻器(qi)等(deng)。

2.電機分類

電(dian)機(ji)有多種分類(lei)方(fang)式，按(an)照應(ying)用領域(yu)分為動力電(dian)機(ji)和控制電(dian)機(ji)；按(an)照電(dian)源類(lei)型分為直流(liu)電(dian)機(ji)和交流(liu)電(dian)機(ji)。

（1）按照(zhao)應用(yong)領域分為動力電(dian)機和控制電(dian)機

動(dong)力電(dian)(dian)機輸出(chu)功率較(jiao)大，注重電(dian)(dian)機的驅動(dong)、運行及制(zhi)動(dong)性(xing)(xing)(xing)能，主要(yao)應(ying)用于汽(qi)車(che)、家電(dian)(dian)、小(xiao)型(xing)機床等領域。控制(zhi)電(dian)(dian)機側重電(dian)(dian)機輸出(chu)量的幅頻特(te)性(xing)(xing)(xing)、相頻特(te)性(xing)(xing)(xing)及輸出(chu)特(te)性(xing)(xing)(xing)的精(jing)度(du)、靈敏度(du)、穩定性(xing)(xing)(xing)、線性(xing)(xing)(xing)度(du)等指標(biao)，精(jing)度(du)高、響應(ying)速(su)度(du)快，主要(yao)在自動(dong)控制(zhi)系統(tong)中承擔執行、檢測(ce)和解算功能。

1）動力電機

按照運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)方(fang)式(shi)(shi)進一步分(fen)為旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)(dian)機(ji)和直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)。直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)可看作(zuo)由(you)旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)(dian)機(ji)展(zhan)平而得，其(qi)定(ding)子叫初級、轉(zhuan)子叫次(ci)級，其(qi)優勢在于可以(yi)直(zhi)接將電(dian)(dian)能轉(zhuan)換(huan)(huan)為直(zhi)線(xian)(xian)運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)機(ji)械能，而無需再(zai)借助中間轉(zhuan)換(huan)(huan)裝置。常見的(de)直(zhi)線(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)可分(fen)為U型槽(cao)式(shi)(shi)、平板式(shi)(shi)和管式(shi)(shi)。其(qi)主要應(ying)用于自動(dong)(dong)(dong)(dong)控制系統、短距離需要巨大直(zhi)線(xian)(xian)運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)能的(de)裝置或作(zuo)為長期連續運(yun)行的(de)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)機(ji)，例如用于磁懸浮列車以(yi)及無鋼絲繩電(dian)(dian)梯的(de)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)。

2）控制電機

按照控(kong)制方(fang)式進一步分(fen)為步進電(dian)機、伺服(fu)電(dian)機、力矩電(dian)機。

步(bu)進電(dian)機是一種把電(dian)脈沖信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成角(jiao)位(wei)移(yi)的(de)電(dian)動機，每輸入一個(ge)脈沖信(xin)號(hao)，步(bu)進電(dian)機就按照(zhao)設定的(de)方向轉(zhuan)動一個(ge)固定的(de)角(jiao)度。其結(jie)構簡單(dan)但效(xiao)率和精度較低，多用(yong)于辦公自動化、通信(xin)設備(bei)(bei)、印刷(shua)設備(bei)(bei)等領(ling)域。 

伺服電機(ji)(ji)相較(jiao)于步進電機(ji)(ji)增加了編(bian)碼(ma)器(qi)與反饋機(ji)(ji)制，使得驅動(dong)器(qi)可(ke)(ke)以根據目標值與編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)(de)反饋信號(hao)之間的(de)(de)差異來調整(zheng)轉子(zi)(zi)轉動(dong)的(de)(de)角度(du)，從而可(ke)(ke)實現更精(jing)(jing)密的(de)(de)控制，主要適用(yong)于半(ban)導體、光(guang)伏、鋰電、工業自動(dong)化、機(ji)(ji)器(qi)人等對于控制精(jing)(jing)度(du)、速度(du)響應、過載能力(li)及穩定性要求高的(de)(de)領域。空心(xin)杯(bei)電機(ji)(ji)是(shi)一種特殊的(de)(de)伺服電機(ji)(ji)，采用(yong)無鐵芯轉子(zi)(zi)，呈空心(xin)的(de)(de)杯(bei)狀結構(gou)，內(nei)部環繞著(zhu)繞組和(he)磁(ci)鐵。

力(li)(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)電(dian)機(ji)(ji)是(shi)以扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)為控制方向的電(dian)機(ji)(ji)，采用開(kai)環控制。當負(fu)載(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)增(zeng)大(da)(da)時(shi)能自動(dong)降低轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)，同(tong)時(shi)加大(da)(da)輸(shu)出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，當負(fu)載(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)為一(yi)定值時(shi)改變電(dian)機(ji)(ji)端電(dian)壓便可(ke)調速(su)。在(zai)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)低速(su)甚至堵轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)（轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子無(wu)法轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)）時(shi)仍能持續運(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，不(bu)會造成電(dian)動(dong)機(ji)(ji)的損(sun)壞(huai)，并提(ti)供(gong)穩定的力(li)(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)給負(fu)載(zai)，具有(you)低轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)、大(da)(da)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、過(guo)載(zai)能力(li)(li)(li)強、響應(ying)快(kuai)、特性線性度好等(deng)優點。力(li)(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)電(dian)機(ji)(ji)分(fen)為有(you)框力(li)(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)電(dian)機(ji)(ji)和無(wu)框力(li)(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)電(dian)機(ji)(ji)。

（2）按照(zhao)電源(yuan)類型分為直流(liu)電機和(he)交流(liu)電機

直(zhi)流(liu)電(dian)機由直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)驅動(dong)(dong)(dong)，交流(liu)電(dian)機由交流(liu)電(dian)源(yuan)驅動(dong)(dong)(dong)。直(zhi)流(liu)電(dian)機調速性(xing)能好、啟(qi)動(dong)(dong)(dong)力(li)矩大(da)，適用于(yu)(yu)在重負載(zai)下啟(qi)動(dong)(dong)(dong)或需要(yao)均(jun)勻調節轉速的機械。交流(liu)電(dian)機效率高、噪音(yin)低，常用于(yu)(yu)家(jia)用電(dian)器中。

1）直流電機

按照電(dian)(dian)刷(shua)的有無(wu)進一步分(fen)為有刷(shua)電(dian)(dian)機與無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機。對于直流電(dian)(dian)機，為使轉(zhuan)子轉(zhuan)動需要不斷改變電(dian)(dian)流方向。

有刷電(dian)機采用(yong)機械換向(xiang)(xiang)，內(nei)部(bu)的(de)(de)電(dian)樞和換向(xiang)(xiang)器(qi)一起旋轉(zhuan)，而(er)外部(bu)的(de)(de)磁極(ji)和電(dian)刷都不(bu)(bu)動(dong)(dong)。通(tong)過換向(xiang)(xiang)器(qi)與(yu)電(dian)刷的(de)(de)交替接觸，電(dian)機運行(xing)時(shi)電(dian)流(liu)的(de)(de)方向(xiang)(xiang)就會不(bu)(bu)斷改變(bian)，從而(er)改變(bian)電(dian)機的(de)(de)運動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)。其優(you)勢(shi)在(zai)于(yu)(yu)啟動(dong)(dong)快速、制動(dong)(dong)及時(shi)、調速平穩，并且啟動(dong)(dong)電(dian)流(liu)大、在(zai)低速時(shi)扭矩大，因而(er)能(neng)帶很重的(de)(de)負荷，常用(yong)在(zai)電(dian)鉆等(deng)日(ri)常電(dian)動(dong)(dong)工具中(zhong)。但由(you)于(yu)(yu)換向(xiang)(xiang)器(qi)與(yu)電(dian)刷之(zhi)間存在(zai)摩(mo)擦，因而(er)電(dian)刷易(yi)損耗、壽命短，并且效率較低。

無刷(shua)電機(ji)(ji)采用(yong)電氣換向(xiang)(xiang)，以(yi)霍(huo)爾元件等電子(zi)換向(xiang)(xiang)器替代了機(ji)(ji)械電刷(shua)裝(zhuang)置，其線圈不動(dong)而(er)磁(ci)極旋(xuan)轉。其原(yuan)理(li)是(shi)通(tong)過霍(huo)爾元件感知(zhi)永(yong)磁(ci)體磁(ci)極的(de)位置，從而(er)適時切(qie)換線圈中電流的(de)方向(xiang)(xiang)，以(yi)產生(sheng)正確方向(xiang)(xiang)的(de)磁(ci)力來驅動(dong)電機(ji)(ji)。無刷(shua)電機(ji)(ji)的(de)優勢在于故障率(lv)低(di)、使用(yong)壽命長、運行時間和電壓比較穩定(ding)。

2）交流電機

交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)按照電(dian)(dian)(dian)源類型分為(wei)單相電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)與(yu)三(san)相電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。單相電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)采用(yong)單相交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)，定子(zi)僅(jin)含一個繞組，需借(jie)助啟動(dong)線圈或(huo)運行(xing)電(dian)(dian)(dian)容器等以產生旋轉(zhuan)磁場(chang)(chang)。特點(dian)是結構簡單、維修方便，多應用(yong)于小(xiao)型家(jia)用(yong)電(dian)(dian)(dian)器等生活場(chang)(chang)景。三(san)相電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)采用(yong)三(san)相交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)，定子(zi)繞組分為(wei)三(san)組，通入(ru)互(hu)差120°的交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)就(jiu)可(ke)(ke)產生旋轉(zhuan)磁場(chang)(chang)。三(san)相電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)效(xiao)率高、功率大、可(ke)(ke)靠性和精(jing)度高，多用(yong)于水泵、機(ji)(ji)床等工業領域。

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。