濟南電機是(shi)一種將電能轉換為機械能的(de)裝(zhuang)置。大多(duo)(duo)數電機通過電流在導線繞組中與磁(ci)場的(de)相互作用(yong)來產生扭矩，作用(yong)在電機軸上形成力。電機應(ying)用(yong)場景眾多(duo)(duo)，在消費市場、工業、車(che)載等都有應(ying)用(yong)。

下面我們首先通(tong)過(guo)復(fu)盤海外高(gao)端電機(ji)(ji)廠商(shang)的(de)發展歷程，了解率(lv)先布(bu)局高(gao)壁壘(lei)/新(xin)興領域+掌握一(yi)體化技術(shu)、掌握先發優勢(shi)是維(wei)持電機(ji)(ji)企(qi)業(ye)高(gao)利(li)潤的(de)關鍵(jian)。當前電機(ji)(ji)行(xing)業(ye)競爭激烈(lie)，人形機(ji)(ji)器人蓄勢(shi)待發，驅動電機(ji)(ji)廠商(shang)抓住技術(shu)更新(xin)迭代的(de)機(ji)(ji)遇(yu)，及時布(bu)局伺服電機(ji)(ji)、空心杯(bei)電機(ji)(ji)、無框電機(ji)(ji)等，真正(zheng)實現國(guo)產(chan)替(ti)代沖(chong)出重圍，在下一(yi)階段競爭中搶(qiang)占先機(ji)(ji)。

01電機行業概述

1.電機定義及組成

電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是一種(zhong)(zhong)利用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)與磁(ci)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)從而實現能量轉換與傳遞的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)裝置。廣義(yi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)包括電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、發電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和特種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從電(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong)(tong)吸收電(dian)(dian)(dian)(dian)能，向(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械系統(tong)(tong)輸出(chu)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械能，各類(lei)型的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廣泛(fan)應(ying)用(yong)(yong)于我國(guo)經(jing)濟(ji)(ji)生(sheng)產(chan)各部門(men)以及(ji)家用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器中，主要(yao)作(zuo)為驅(qu)動(dong)各種(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械設(she)備的(de)動(dong)力；發電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械系統(tong)(tong)吸收機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械能，向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong)(tong)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)能，發電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和相(xiang)關設(she)備的(de)技術進(jin)步(bu)，使(shi)人(ren)們(men)能夠利用(yong)(yong)熱能、水能、核能以及(ji)風能、太陽(yang)能、生(sheng)物(wu)質能等(deng)能源(yuan)發電(dian)(dian)(dian)(dian)，向(xiang)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)(ji)各部門(men)和廣大城鄉居民(min)提供(gong)所需電(dian)(dian)(dian)(dian)能；特種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主要(yao)是指使(shi)用(yong)(yong)環境、生(sheng)產(chan)工藝、技術標(biao)準等(deng)比較特殊而區別(bie)于普通電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。

從結構上來看，不(bu)(bu)同類型電(dian)機(ji)結構雖然不(bu)(bu)同，但一般都是由三大部(bu)分(fen)(fen)組(zu)成，即固(gu)定部(bu)分(fen)(fen)、轉(zhuan)動部(bu)分(fen)(fen)和輔助部(bu)分(fen)(fen)。固(gu)定部(bu)分(fen)(fen)主要由定子(zi)機(ji)座、機(ji)架、定子(zi)鐵心(xin)、定子(zi)繞(rao)組(zu)、端蓋及底板等導磁、導電(dian)和支(zhi)撐固(gu)定等結構部(bu)件組(zu)合；電(dian)機(ji)的轉(zhuan)動部(bu)分(fen)(fen)包括轉(zhuan)軸(zhou)、轉(zhuan)子(zi)鐵心(xin)、轉(zhuan)子(zi)支(zhi)架、轉(zhuan)子(zi)繞(rao)組(zu)、集電(dian)環、換(huan)向(xiang)器(qi)和風扇等部(bu)件；輔助部(bu)分(fen)(fen)包括軸(zhou)承、電(dian)刷和冷(leng)卻器(qi)等。

2.電機分類

電(dian)(dian)(dian)機(ji)有多(duo)種(zhong)分類方式(shi)，按照應用領(ling)域分為(wei)動力(li)電(dian)(dian)(dian)機(ji)和控制電(dian)(dian)(dian)機(ji)；按照電(dian)(dian)(dian)源類型分為(wei)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)和交流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)。

（1）按照應用領域分為(wei)動(dong)力電(dian)機和控制電(dian)機

動(dong)力(li)電(dian)機輸(shu)出功(gong)率(lv)較大，注重電(dian)機的(de)(de)驅動(dong)、運行(xing)及(ji)制動(dong)性(xing)能，主要應用(yong)于汽(qi)車、家(jia)電(dian)、小型機床等領域。控(kong)制電(dian)機側重電(dian)機輸(shu)出量的(de)(de)幅頻特性(xing)、相頻特性(xing)及(ji)輸(shu)出特性(xing)的(de)(de)精度(du)、靈(ling)敏度(du)、穩定性(xing)、線性(xing)度(du)等指標，精度(du)高(gao)、響應速度(du)快(kuai)，主要在自動(dong)控(kong)制系(xi)統中承(cheng)擔(dan)執行(xing)、檢測和解(jie)算功(gong)能。

1）動力電機

按照運(yun)(yun)動(dong)方式進一步分為(wei)(wei)旋轉(zhuan)電(dian)(dian)(dian)機(ji)和(he)直(zhi)(zhi)線電(dian)(dian)(dian)機(ji)。直(zhi)(zhi)線電(dian)(dian)(dian)機(ji)可看作由旋轉(zhuan)電(dian)(dian)(dian)機(ji)展平(ping)而(er)得，其定子(zi)叫初(chu)級、轉(zhuan)子(zi)叫次(ci)級，其優勢(shi)在于可以直(zhi)(zhi)接將電(dian)(dian)(dian)能轉(zhuan)換為(wei)(wei)直(zhi)(zhi)線運(yun)(yun)動(dong)的(de)機(ji)械能，而(er)無(wu)需再借助(zhu)中(zhong)間轉(zhuan)換裝(zhuang)置。常見的(de)直(zhi)(zhi)線電(dian)(dian)(dian)機(ji)可分為(wei)(wei)U型槽式、平(ping)板(ban)式和(he)管(guan)式。其主要(yao)應用(yong)于自動(dong)控制(zhi)系統、短距離需要(yao)巨(ju)大直(zhi)(zhi)線運(yun)(yun)動(dong)能的(de)裝(zhuang)置或作為(wei)(wei)長期連(lian)續運(yun)(yun)行(xing)的(de)驅動(dong)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，例如用(yong)于磁懸浮列車以及無(wu)鋼絲繩(sheng)電(dian)(dian)(dian)梯(ti)的(de)驅動(dong)。

2）控制電機

按照控制(zhi)方式進一(yi)步分為步進電機(ji)、伺服電機(ji)、力矩電機(ji)。

步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)是一種把電(dian)脈沖(chong)信(xin)(xin)號轉換成(cheng)角(jiao)位移(yi)的電(dian)動(dong)機(ji)，每輸入(ru)一個脈沖(chong)信(xin)(xin)號，步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)就按照設定的方向轉動(dong)一個固定的角(jiao)度(du)。其結構簡單但效率和精度(du)較(jiao)低(di)，多(duo)用(yong)于辦公自動(dong)化、通(tong)信(xin)(xin)設備(bei)、印刷設備(bei)等領域。 

伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)相較于(yu)步進電(dian)機(ji)增加了編碼(ma)器(qi)與反饋(kui)機(ji)制，使得(de)驅動(dong)器(qi)可(ke)以根據目(mu)標值與編碼(ma)器(qi)的(de)反饋(kui)信號之間(jian)的(de)差(cha)異來(lai)調整轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)的(de)角度，從而可(ke)實(shi)現更(geng)精密的(de)控(kong)制，主(zhu)要適用于(yu)半導體、光伏(fu)、鋰電(dian)、工業自動(dong)化(hua)、機(ji)器(qi)人等對于(yu)控(kong)制精度、速度響應、過載能力及穩定性要求高(gao)的(de)領(ling)域。空心杯電(dian)機(ji)是一(yi)種特殊的(de)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)，采用無鐵(tie)芯轉(zhuan)子(zi)，呈(cheng)空心的(de)杯狀結構，內(nei)部環繞著繞組和(he)磁鐵(tie)。

力(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)以扭矩(ju)為控(kong)制方(fang)向的電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，采用(yong)開環控(kong)制。當負(fu)載轉矩(ju)增大時(shi)(shi)能自動(dong)(dong)(dong)降低轉速(su)，同時(shi)(shi)加大輸出轉矩(ju)，當負(fu)載轉矩(ju)為一定(ding)值時(shi)(shi)改變電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)端電(dian)(dian)壓便可調速(su)。在電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)低速(su)甚至堵轉（轉子(zi)無法轉動(dong)(dong)(dong)）時(shi)(shi)仍能持續運(yun)轉，不會(hui)造成電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的損(sun)壞，并提(ti)供穩定(ding)的力(li)矩(ju)給(gei)負(fu)載，具有低轉速(su)、大扭矩(ju)、過載能力(li)強(qiang)、響(xiang)應快、特(te)性(xing)線性(xing)度好等(deng)優(you)點。力(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)分為有框力(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)和(he)無框力(li)矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。

（2）按照電源(yuan)類型分為(wei)直(zhi)流電機和(he)交(jiao)流電機

直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)由(you)直流(liu)(liu)電(dian)源驅(qu)動(dong)，交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)由(you)交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源驅(qu)動(dong)。直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)調速(su)性能好、啟動(dong)力(li)矩大，適用(yong)于在重負(fu)載下啟動(dong)或需要均勻調節轉速(su)的機(ji)(ji)(ji)械(xie)。交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)效(xiao)率高、噪(zao)音低，常用(yong)于家用(yong)電(dian)器中。

1）直流電機

按照電(dian)刷(shua)(shua)的有(you)無進一步分為有(you)刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)與無刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)。對(dui)于(yu)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)，為使轉子(zi)轉動(dong)需要不斷改(gai)變電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)。

有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)采用機(ji)(ji)械換(huan)(huan)向，內部(bu)的(de)(de)電(dian)樞(shu)和(he)換(huan)(huan)向器一起旋轉(zhuan)，而外部(bu)的(de)(de)磁(ci)極和(he)電(dian)刷(shua)都(dou)不動(dong)。通過換(huan)(huan)向器與電(dian)刷(shua)的(de)(de)交替接觸，電(dian)機(ji)(ji)運(yun)行時電(dian)流的(de)(de)方向就會(hui)不斷改變，從而改變電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)運(yun)動(dong)方向。其優勢在(zai)于啟動(dong)快速、制動(dong)及(ji)時、調速平穩，并(bing)且(qie)啟動(dong)電(dian)流大(da)、在(zai)低(di)速時扭(niu)矩大(da)，因而能帶(dai)很重的(de)(de)負荷，常用在(zai)電(dian)鉆等日(ri)常電(dian)動(dong)工具中。但由于換(huan)(huan)向器與電(dian)刷(shua)之間存在(zai)摩擦，因而電(dian)刷(shua)易損(sun)耗、壽命短，并(bing)且(qie)效率較低(di)。

無(wu)刷電(dian)(dian)機采用(yong)電(dian)(dian)氣換(huan)向(xiang)，以霍爾元(yuan)件等電(dian)(dian)子換(huan)向(xiang)器替代了機械(xie)電(dian)(dian)刷裝(zhuang)置，其線圈(quan)不動(dong)而磁(ci)極(ji)旋轉。其原理是通過霍爾元(yuan)件感(gan)知永磁(ci)體磁(ci)極(ji)的位置，從而適時(shi)切(qie)換(huan)線圈(quan)中電(dian)(dian)流的方向(xiang)，以產生正(zheng)確(que)方向(xiang)的磁(ci)力來驅(qu)動(dong)電(dian)(dian)機。無(wu)刷電(dian)(dian)機的優勢在(zai)于故障率低(di)、使(shi)用(yong)壽命長、運行(xing)時(shi)間和(he)電(dian)(dian)壓比(bi)較穩(wen)定(ding)。

2）交流電機

交(jiao)(jiao)流電機(ji)(ji)按照電源類型(xing)分為(wei)單相(xiang)(xiang)電機(ji)(ji)與三(san)相(xiang)(xiang)電機(ji)(ji)。單相(xiang)(xiang)電機(ji)(ji)采用(yong)單相(xiang)(xiang)交(jiao)(jiao)流電源供(gong)電，定子(zi)僅含一個繞(rao)組(zu)，需借(jie)助啟動線圈或運行電容器等以(yi)產生(sheng)旋轉磁(ci)場(chang)(chang)。特點是(shi)結構簡單、維修方(fang)便，多應用(yong)于小型(xing)家(jia)用(yong)電器等生(sheng)活(huo)場(chang)(chang)景。三(san)相(xiang)(xiang)電機(ji)(ji)采用(yong)三(san)相(xiang)(xiang)交(jiao)(jiao)流電源供(gong)電，定子(zi)繞(rao)組(zu)分為(wei)三(san)組(zu)，通入互差(cha)120°的交(jiao)(jiao)流電就可產生(sheng)旋轉磁(ci)場(chang)(chang)。三(san)相(xiang)(xiang)電機(ji)(ji)效率高、功率大(da)、可靠性(xing)和精度高，多用(yong)于水泵(beng)、機(ji)(ji)床等工業領域(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。