1. تصنيف المحركات المغناطيسية الدائمة وعوامل القيادة الصناعية

هناك أنواع عديدة، بأشكال وأحجام مرنة. وفقًا لوظيفة المحرك، يمكن تقسيم محركات المغناطيس الدائم إلى ثلاثة أنواع تقريبًا: مولدات المغناطيس الدائم، ومحركات المغناطيس الدائم، ومستشعرات إشارة المغناطيس الدائم. من بينها، تنقسم محركات المغناطيس الدائم بشكل رئيسي إلى متزامنة، ومحركات تيار مستمر، ومحركات متدرجة.

1)محرك متزامن ذو مغناطيس دائم:

يتوافق هيكل الجزء الثابت ومبدأ عمله مع محركات التيار المتردد غير المتزامنة التقليدية. وبفضل أدائها العالي وكفاءتها العالية، شهدت تطورًا سريعًا في السنوات الأخيرة، لتحل محل محركات التيار المتردد غير المتزامنة التقليدية تدريجيًا، وتُستخدم على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية، وأدوات الآلات، والطباعة، والمنسوجات، والمجالات الطبية، وغيرها.

2) محرك تيار مستمر ذو مغناطيس دائم:

يشبه مبدأ العمل والبنية محركات التيار المستمر التقليدية. بناءً على طرق التبديل المختلفة، يمكن تقسيمها إلى محركات بفرشاة (تبديل ميكانيكي) وأخرى بدون فرشاة (تبديل إلكتروني). تُستخدم على نطاق واسع في السيارات الكهربائية، والأدوات الكهربائية، والأجهزة المنزلية، وغيرها من المجالات.

3) محرك متدرج ذو مغناطيس دائم:

يستخدم تفاعل المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الدائم مع المجال المغناطيسي الدوار الناتج عن الجزء الثابت لتحقيق حركة متدرجة دقيقة. يتميز بدقة عالية وسرعة استجابة عالية وتوفير للطاقة، ويُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الدقيقة وخطوط الإنتاج الآلية والمعدات الطبية وغيرها من المجالات.

1.1 العوامل المحفزة

1.1.1 جانب المنتج

مبدأ عمل المغناطيس الدائم بسيط، وتُقلل خسائر المحرك بشكل كبير. بشكل عام، تعتمد المحركات الكهرومغناطيسية التقليدية على مصدر طاقة خارجي لتوليد القوة الدافعة الكهربائية للمولد، وتوفير الطاقة الأولية، ثم تعتمد على جهد خرجها الخاص للعمل. مبدأ عمل محركات المغناطيس الدائم بسيط نسبيًا، حيث لا يتطلب المجال المغناطيسي سوى مغناطيس دائم.

بالمقارنة مع المحركات التقليدية، تتجلى مزايا محركات المغناطيس الدائم بشكل رئيسي في: ① انخفاض فقدان الجزء الثابت؛ ② عدم فقدان نحاس الدوار؛ ③ عدم فقدان حديد الدوار؛ ④ انخفاض احتكاك الرياح. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن المكون الرئيسي لمحركات المغناطيس الدائم هو عدم قدرة الفولاذ المغناطيسي على مقاومة درجات الحرارة العالية المستمرة. لتجنب انخفاض أداء المحرك أو تعطله بسبب إزالة المغناطيسية، يجب التحكم في درجة حرارة تشغيله بشكل معقول.

تأثير توفير الطاقة ملحوظ، وتحسّنت الكفاءة الإجمالية. فيما يلي، نُجري تحليلًا دقيقًا للأداء من خلال التمييز بين أنواع المحركات والمواد الخام المُستخدمة فيها:

1) من حيث أنواع المحركات

اخترنا محركات متزامنة ذات مغناطيس دائم للمقارنة مع المحركات التقليدية الأخرى، ومن بينها محركات الممانعة المبدلة ومحركات الممانعة المتزامنة ومحركات المغناطيس الدائم، وكلها محركات متزامنة. وبالاشتراك مع المؤشرات، ونظرًا لأن محركات المغناطيس الدائم لا تتطلب فرشًا وتيارات إثارة، فإنها تتمتع بكفاءة وكثافة طاقة أعلى من المحركات التقليدية. من حيث سعة التحميل الزائد، باستثناء محركات التيار المستمر، وهي منخفضة نسبيًا، فإن الأنواع الأخرى لا تختلف كثيرًا. تُعد كفاءة ومعامل القدرة لمحركات المغناطيس الدائم من أكثر الأداءات تميزًا، بكفاءة تتراوح بين 85 و97%. وعلى الرغم من أن المحركات الصغيرة يمكن أن تصل عادةً إلى أكثر من 80%، إلا أن محركات المغناطيس الدائم لها مزايا واضحة مقارنة بكفاءة 40-60% للمحركات غير المتزامنة. من حيث معامل القدرة، يمكن أن يصل إلى أكثر من 0.95، مما يشير إلى أن نسبة مكون التيار النشط لمحركات المغناطيس الدائم في التيار الكلي أكبر من نسبة الأنواع الأخرى، وأن معدل استخدام الطاقة أعلى.

2)وفقا للمواد الخام للمحرك

وفقًا للقوة المغناطيسية ومرحلة تطوير المواد المغناطيسية الدائمة المستخدمة في المحرك، يمكن تقسيم محركات المغناطيس الدائم إلى ثلاث فئات: المعادن، والفريت، والأتربة النادرة. ومن بينها، تُستخدم محركات الفريت والأتربة النادرة المغناطيسية الدائمة على نطاق واسع حاليًا.

بالمقارنة مع المحركات التقليدية، تتميز محركات المغناطيس الدائم المصنوعة من معادن الأرض النادرة ببنية أبسط ومعدل أعطال أقل. ويمكن أن يؤدي استخدام هذه المغناطيسات إلى زيادة الكثافة المغناطيسية للفجوة الهوائية، وزيادة سرعة المحرك إلى أقصى حد، وتحسين نسبة القدرة إلى الوزن. مجال استخدامها واسع نسبيًا. العيب الوحيد لمحركات المغناطيس الدائم هو تكلفتها العالية. فإذا أخذنا سعر محركات المغناطيس الدائم المصنوعة من معادن الأرض النادرة كمثال، نجد أنه عادةً ما يكون أعلى من سعر المحركات التقليدية بأكثر من مرتين ونصف.

1.1.2 الجانب السياسي

وتلعب السياسات أيضًا دورًا مهمًا في تعزيز تطوير المحركات المغناطيسية الدائمة.

1) تشهد صناعة المغناطيس الدائم تطوراً سريعاً مدفوعاً بالسياسات.

باعتبارها المادة الخام الأساسية لمحركات المغناطيس الدائم، فإن تطور التكنولوجيا وانتشارها كان لهما تأثير كبير على تطوير هذه المحركات. في السنوات الأخيرة، اتخذت الحكومة إجراءاتٍ فعّالة في دعم الصناعة، وتحفيز السياسات، ووضع المعايير، بهدف تعزيز الاستخدام الواسع لمواد المغناطيس الدائم، وتشجيع تطوير وتوسيع نطاق هذه المحركات.

2) تحفيز إمكانات النمو في ظل الطلب على الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات.

مع تزايد تركيز الصين على ترشيد الطاقة وحماية البيئة، أتاح التطور السريع لمحركات المغناطيس الدائم فرصًا واعدة للنمو. منذ وضع المعيار الوطني الجديد عام 2020، لم تعد الصين تنتج محركات دون المعيار الدولي IE3، مما دفعها إلى استخدام منتجات أكثر كفاءة. إضافةً إلى ذلك، اقترحت "خطة تحسين كفاءة الطاقة" الصادرة عامي 2021 و2022 أنه بحلول عام 2023، سيبلغ الإنتاج السنوي للمحركات عالية الكفاءة الموفرة للطاقة 170 مليون كيلوواط، وستتجاوز نسبة المحركات عالية الكفاءة الموفرة للطاقة العاملة 20%؛ وفي عام 2025، ستتجاوز نسبة المحركات الجديدة عالية الكفاءة الموفرة للطاقة 70%. وبحساب نسبة 1 كيلو وات في الساعة: 0.33 كيلوغرام، فإن ذلك يعادل توفير 15 مليون طن من الفحم القياسي وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 28 مليون طن سنويا، ومن المتوقع أن يدفع هذا محركات المغناطيس الدائم إلى عصر من النمو السريع.

2. تحليل سلسلة صناعة المحركات المغناطيسية الدائمة

بالنظر إلى المراحل الأولية لسلسلة الصناعة بأكملها، نجد أن المواد الخام الرئيسية اللازمة لإنتاج محركات المغناطيس الدائم تشمل مواد مغناطيسية متنوعة (مثل مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون، والفيريتات المغناطيسية الدائمة، وكوبالت الساماريوم، وكوبالت النيكل والألومنيوم، إلخ)، والنحاس، والصلب، ومواد العزل، والألمنيوم. ومن بين هذه المواد المغناطيسية عالية الكفاءة، تُعدّ المواد المغناطيسية عالية الأداء أساس تصنيع محركات المغناطيس الدائم. أما المراحل النهائية لصناعة محركات المغناطيس الدائم، فتشمل بشكل رئيسي مجالات تطبيقية نهائية متنوعة، بما في ذلك طاقة الرياح، ومركبات الطاقة الجديدة، والفضاء الجوي، وصناعة النسيج، ومعالجة المياه، إلخ. ومع التطوير المستمر لصناعة التصنيع النهائية، من المتوقع أن يُعزز نمو الطلب في سوق التطبيقات النهائية الإنتاج واسع النطاق لمحركات المغناطيس الدائم.

2.1 المنبع: تساهم المواد المغناطيسية عالية الجودة في التكلفة، حيث تمثل أكثر من 25٪

تُشكّل المواد أكثر من نصف التكلفة الإجمالية، ومن بينها المواد المغناطيسية التي تلعب دورًا حاسمًا في كفاءة المحرك. تشمل المواد الخام الأولية لمحركات المغناطيس الدائم بشكل رئيسي المواد المغناطيسية (مثل مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون، وفريتات المغناطيس الدائم، وكوبالت الساماريوم، وكوبالت النيكل والألومنيوم، إلخ)، وصفائح الفولاذ السيليكوني، والنحاس، والفولاذ، والألمنيوم، إلخ. تُشكّل المواد المغناطيسية وصفائح الفولاذ السيليكوني والنحاس الجزء الرئيسي من تكلفة المواد الخام، حيث تُمثّل أكثر من 50% من التكلفة. على الرغم من أن تكاليف الشراء والتركيب والصيانة الأولية للمحرك، وفقًا لهيكل تكلفة المحركات التقليدية، لا تُمثّل سوى 2.70% من دورة حياته الكاملة، إلا أن مُصنّعي المحركات يُولون اهتمامًا كبيرًا للمواد الخام نظرًا لعوامل مثل تسعير المنتج والقدرة التنافسية وشعبية السوق.

1) المواد المغناطيسية:تتميز مغناطيسات العناصر الأرضية النادرة بخصائص مغناطيسية ممتازة، وهي مناسبة جدًا للتطبيقات عالية الأداء والطاقة. تُعد مغناطيسات NdFeB والكوبالت تطبيقات مهمة للعناصر الأرضية النادرة في مواد المغناطيس الدائم. بفضل احتياطيات الصين الغنية من العناصر الأرضية النادرة، يُمثل إنتاج NdFeB حوالي 90% من إجمالي الإنتاج العالمي. منذ عام 2008، شهد إنتاج الصين من محركات المغناطيس الدائم ارتفاعًا سريعًا، لتصبح تدريجيًا أكبر مُنتج عالمي، وتضاعف الطلب على المواد الخام NdFeB بين عامي 2008 و2020. ونظرًا لخصوصية موارد العناصر الأرضية النادرة، يُعد إنتاج ومعالجة NdFeB معقدًا نسبيًا، لذا فإن سعر محركات المغناطيس الدائم أعلى من سعر المحركات التقليدية. عادةً ما تُمثل المواد المغناطيسية حوالي 30% من التكلفة الإجمالية.

2) صفائح الفولاذ السيليكوني:يُستخدم بشكل رئيسي في تكوين الجزء الأساسي لمحركات المغناطيس الدائم. ونظرًا لتعقيد عملية تحضيره، فإن تكلفته مرتفعة نسبيًا. تُمثل صفائح الفولاذ السيليكوني حوالي 20% من التكلفة الإجمالية.

3) النحاس:يتم استخدامه بشكل أساسي كمواد موصلة للمحركات المغناطيسية الدائمة، ويمثل حوالي 15% من التكلفة الإجمالية.

4) الفولاذ:يتم استخدامها بشكل أساسي في تصنيع مواد الهيكل والغطاء للمحركات المغناطيسية الدائمة، حيث تمثل حوالي 10% من التكلفة الإجمالية.

5) الألومنيوم:يتم استخدامه بشكل أساسي في تصنيع أحواض الحرارة والأغطية الطرفية ومكونات تبديد الحرارة الأخرى.

6) تكاليف معدات وأدوات التصنيع:تمثل حوالي 15% من التكلفة الإجمالية.

2.2 المصب: تستعد مجالات متعددة لبذل الجهود، وهناك إمكانات هائلة في الصناعة تنتظر الاستغلال

تُستخدم محركات المغناطيس الدائم على نطاق واسع في مختلف المجالات والصناعات. حتى الآن، دخلت هذه المحركات بنجاح في صناعات السيارات، والأجهزة المنزلية، والأتمتة الصناعية، وغيرها، مساهمةً بقوة في الابتكار التكنولوجي وتوسع السوق. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لأهميتها في التنمية الاقتصادية، بدأت صناعات مثل البتروكيماويات، والنفط والغاز، والمعادن، والكهرباء في استخدامها تدريجيًا. في المستقبل، ومع تركيز اتجاهات الصناعة بشكل أكبر على الذكاء الاصطناعي، والأتمتة، وترشيد الطاقة، سيحمل تطبيق محركات المغناطيس الدائم في مختلف المجالات الصناعية إمكانات هائلة، وسيواصل الحفاظ على زخم تطوره السريع.

3. تحليل سوق محركات المغناطيس الدائم

3.1 حول العرض والطلب

مع تطور الطاقة الجديدة، يشهد الطلب نموًا سريعًا. ويتركز مصنعو محركات المغناطيس الدائم المصنوعة من العناصر الأرضية النادرة في الصين بشكل رئيسي في شرق وجنوب الصين، وهما منطقتان غنيتان بموارد العناصر الأرضية النادرة وتتمتعان بقاعدة صناعية متينة. ويشهد الطلب على محركات المغناطيس الدائم إقبالًا كبيرًا، مما يُسهم في بناء سلسلة صناعية متكاملة. ومن عام 2015 إلى عام 2021، ارتفع إنتاج محركات المغناطيس الدائم المصنوعة من العناصر الأرضية النادرة في الصين من 768 مليون وحدة إلى 1.525 مليار وحدة، بمعدل نمو سنوي مركب بلغ 12.11%، متجاوزًا بذلك متوسط ​​معدل نمو المحركات الدقيقة (التي يقل قطرها عن 160 مم أو قدرتها المُصنّفة عن 750 ميجاوات) والذي بلغ 3.94%.

بفضل التطور السريع في مجال الطاقة الجديدة، ازداد الطلب على محركات المغناطيس الدائم في المجالات اللاحقة، مثل طاقة الرياح والمركبات الكهربائية، بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة. في عامي 2021 و2022، سيبلغ طلب الصين على محركات المغناطيس الدائم المصنوعة من معادن الأرض النادرة 1.193 مليار وحدة و1.283 مليار وحدة على التوالي، بزيادة سنوية قدرها 7.54%.

3.2 حول حجم السوق

يشهد سوق محركات المغناطيس الدائم في الصين نموًا قويًا، وقد عزز الترويج للقطاعات الفرعية إمكانات السوق. في السنوات القليلة الماضية، حافظ سوق محركات المغناطيس الدائم العالمي على نمو مطرد، وأظهر اتجاهًا واعدًا للتطور. في عام 2022، بلغ حجم السوق 48.58 مليار دولار أمريكي، بزيادة سنوية قدرها 7.96%. ومن المتوقع أن يصل حجم السوق العالمي لمحركات المغناطيس الدائم إلى 71.22 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2027، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.95%. ويشهد سوق محركات المغناطيس الدائم في الصين نموًا سريعًا، مدفوعًا بالقطاعات الفرعية، مثل مركبات الطاقة الجديدة، ومكيفات الهواء ذات التردد المتغير، وطاقة الرياح. وفي الوقت الحالي، تهيمن على السوق منتجات تتراوح قدرتها بين 25 و100 كيلوواط.

يواصل السوق نموه المطرد، وتقود الصين تطوير هذه الصناعة. مع تحسن أداء مواد المغناطيس الدائم وتقدم تكنولوجيا المحركات، سيحافظ سوق محركات المغناطيس الدائم العالمي على نموه المطرد، وستواصل الصين الحفاظ على ريادتها السوقية. في المستقبل، سيوفر تكامل دلتا نهر اليانغتسي، وتنمية المنطقة الغربية، وتحسين الاستهلاك، وتعزيز السياسات، زخمًا قويًا لتطبيق محركات المغناطيس الدائم على نطاق واسع في السوق الصينية.

4. المشهد التنافسي العالمي للمحركات المغناطيسية الدائمة

في تطوير محركات المغناطيس الدائم في جميع أنحاء العالم، أصبحت الصين وألمانيا واليابان رائدة في مجال محركات المغناطيس الدائم عالية الجودة والدقة والمبتكرة بفضل سنوات خبرتها في التصنيع وتقنياتها الرئيسية.

أصبحت الصين قاعدة مهمة لصناعة المحركات المغناطيسية الدائمة العالمية، وتتزايد قدرتها التنافسية.

من حيث التخطيط الإقليمي، أصبحت جيانغسو وتشجيانغ وفوجيان وهونان وآنهوي قواعد مهمة لصناعة المحركات المغناطيسية الدائمة في الصين، وتحتل حصة كبيرة في السوق.

في المستقبل، سوف تشهد صناعة المحركات المغناطيسية الدائمة العالمية منافسة أكثر حدة، وستلعب الصين، باعتبارها السوق الأكثر ديناميكية وإمكانات في العالم، دورًا مهمًا في هذه العملية.

5. مقدمة لمحرك المغناطيس الدائم Anhui Mingteng

شركة آنهوي مينجتنج للآلات المغناطيسية الدائمة والمعدات الكهربائية المحدودة (https://www.mingtengmotor.com/تأسست شركة يونيفرسال موتورز المحدودة في 18 أكتوبر 2007 برأس مال مسجل قدره 144 مليون يوان صيني. تقع الشركة في منطقة شوانغفنغ للتنمية الاقتصادية، مدينة هيفاي، مقاطعة آنهوي. وهي شركة حديثة عالية التقنية تجمع بين البحث والتطوير والتصنيع والمبيعات والخدمات في مجال محركات المغناطيس الدائم.

لطالما ركزت الشركة على البحث والتطوير في مجال المنتجات. ولديها فريق بحث وتطوير متخصص في محركات المغناطيس الدائم يضم أكثر من 40 شخصًا، وقد أقامت علاقات تعاون طويلة الأمد مع الجامعات ومؤسسات البحث والشركات الحكومية الكبرى. يعتمد فريق البحث والتطوير على أحدث نظريات تصميم المحركات وتقنياتها المتقدمة. بعد أكثر من عشر سنوات من الخبرة التقنية، طورت الشركة ما يقرب من 2000 مواصفات لمحركات المغناطيس الدائم، بما في ذلك المحركات التقليدية، ومحركات التردد المتغير، ومحركات المقاومة للانفجار، ومحركات الدفع المباشر، ومحركات الدفع المباشر المقاومة للانفجار. وتدرك الشركة تمامًا المتطلبات التقنية لمختلف معدات الدفع في مختلف الصناعات، وتمتلك قاعدة بيانات واسعة من التصميم والتصنيع والاختبار والاستخدام المباشر.

تم تشغيل محركات المغناطيس الدائم ذات الجهد العالي والمنخفض من Mingteng بنجاح على أحمال متعددة مثل المراوح ومضخات المياه وناقلات الحزام ومطاحن الكرات والخلاطات والكسارات والمكاشط ومضخات الزيت وآلات الغزل وما إلى ذلك في مجالات مختلفة مثل التعدين والصلب والكهرباء، مما أدى إلى تحقيق تأثيرات جيدة في توفير الطاقة واكتساب شهرة واسعة.

تصر شركة Mingteng دائمًا على الابتكار المستقل، والالتزام بسياسة الشركة المتمثلة في "المنتجات من الدرجة الأولى، والإدارة من الدرجة الأولى، والخدمات من الدرجة الأولى، والعلامات التجارية من الدرجة الأولى"، وتصميم حلول شاملة لتوفير الطاقة لنظام المحرك المغناطيسي الدائم الذكي للمستخدمين، وبناء فريق البحث والتطوير والابتكار في مجال التطبيقات للمحركات المغناطيسية الدائمة مع التأثير الصيني، والسعي لتصبح الشركة الرائدة والمحددة للمعايير في صناعة المحركات المغناطيسية الدائمة للأرض النادرة في الصين.

حقوق النشر: هذه المقالة هي إعادة طباعة للرابط الأصلي:

https://mp.weixin.qq.com/s/PF9VseLCkGkGywbmr2Jfkw

هذه المقالة لا تعكس وجهة نظر شركتنا. إذا كانت لديكم آراء أو وجهات نظر مختلفة، يُرجى تصحيحها!