详细分析我国高速永磁电机行业发展现状及前景分析
高速电机作为高速动力源,在飞轮储能、纺织、高速磨床、航空航天、分布式能源等领域均得到了广泛的应用，更是在满足人们对电机转速要求的同时,利用其本身的高效率、高功率密度的优点,达到了节能环保的效果。高速永磁电机具有转速高、电机尺寸小、功率密度大、效率高等显著优点, 与高速负载或原动机连接无需变速装置，因而克服了传统电机故障率高、维护困难等诸多缺点， 所以高速永磁电机有广阔的应用前景,在诸多领域获得了越来越广泛的应用。
随着电机行业企业的产品结构调整和技术水平的不断创新，我国的高速永磁电机生产企业也会越来越多地出现高水平、高技术附加值的产品，更好地服务于国民生产生活的各个环节，并在中、低档产品方面与外商独资企业展开竞争。其次，在技术的发展和高性能永磁材料的不断降价趋势下，高速永磁电机在家电、汽车、办公自动化等领域今后也必将占有越来越大的份额，同时高速永磁电机还将大量应用于宇航和军事装备等行业。
伴随着节电、环保意识日益增强，高速永磁电机发展的前途一片光明，尤其是在高效节能领域，随着技术的快速发展和日渐成熟，结构形式将日趋多样化，将会赢得更为广泛的发展空间，以及获得更加广泛的应用。
一、2020-2025年高速永磁电机行业发展趋势
1.技术发展趋势分析
对高速永磁电机技术的研究要顺应时代发展，符合工程实际。随着电机、材料、电力电子、自动控制等相关学科领域的技术进步，高速永磁电机会有一个广阔的发展前景。高速永磁电机在功率、转速、效率、可靠性等方面也会有很大地提高，并向着大功率、高转速/频率、轻量化和高度集成化方向发展。下面从以下几个方面对高速永磁电机技术的发展趋势进行展望。
1建模计算方法研究
微燃机高速永磁电机建模过程比较复杂，涉及到机、电、磁、热以及控制等诸多学科。在今后的研究中将从学科交叉的角度综合运用电磁、机械、电力电子、控制、热力学等多系统联合建模方法。根据实际电机暂态和稳态运行时仿真需求，进行合理的耦合和简化，同时要考虑微燃机的特点以及对电机的需求，得到一个微燃机高速永磁电机的综合仿真与性能评估平台，为系统的设计和优化提供依据。
2电机优化设计方法研究
可应用于微燃机的永磁电机主要是永磁同步电机，根据微燃机工程环境和性能要求，合理进行结构、电磁、冷却、特性及可靠性等设计方法研究，并根据高转速/频率这个突出特性，结合电力电子控制技术、动力学技术，重点考虑电机谐波及振动抑制等问题。
3控制技术研究
针对微燃机高速永磁电机的运行特点、性能指标要求以及实际工况，基于系统综合仿真及性能评估平台，对传统的矢量控制或直接转矩电机控制技术进行改进，增强其适用性，提高其控制性能。这些技术改造应包含硬件和软件两个方面。在硬件设计中，应着力在电力电子主电路拓扑选取和控制电路的选型上，需要研究由于高频工作而带来的控制信号采样、有源谐波抑制和发热损耗冷却等问题;在软件方面，要进行大量的算法优化工作，提高代码的效率，减少硬件控制芯片的计算时间。还特别涉及到PWM优化技术，用于减少电机谐波。
高速永磁电机是动力机械的关键技术，对技术的研究可促进高速永磁电机向大功率、轻量化、高效率和高度集成化方向发展，进而提高动力机械的整体性能。
2.产品发展趋势分析
高速永磁电机产品的趋势有：
1 随着高速永磁电机往大容量、高速集成化方向发展，其制造关键技术需围绕低振动噪声、高绝缘等级进行突破重点，其制造工艺呈现高精度、定量化和自动化的特点。
2 高速永磁电机转子磁钢固定工艺难度大，传统的单一磁钢固定工艺难以满足高温高应力使用要求，需采用新材料、新结构并结合多种磁钢固定方法行程优势互补。
3 电机结构加工及装配精度对电机振动噪声影响显著，从元件、部件加工到装配各个环节，需选择合理的加工工艺，并结合分析计算和工艺验证实现关键参数的量化及预估，确保满足设计要求。
4 高速永磁电机定子绝缘主要集中在定子冲片、绕组嵌线以及绕组浸漆等关键环节选择合理的绝缘工艺并进行必要改进。尽可能地减薄厚度、缩小电机体积、增大单机容量、降低成本。优选低挥发或无挥发、无毒或少毒的环保绝缘材料。优选绝缘制造工艺，降低制造过程中的能源消耗、减少对环境的污染。
3.产品应用趋势分析
高速永磁电机产品的应用趋势主要有：
①办公自动化设备、简易数控机床、计算机外围设备、家用电器及对性能要求不高的工业运动控制等领域的简易、低成本高速永磁电机;
②高精度数控机床、机器人、特种加工设备精细进给驱动，以及航空、航天用的高性能全数字化、智能化、柔性化的高速永磁产品。
图表：2020-2025年高速永磁电机市场规模预测
三、2020-2025年高速永磁电机行业应用趋势预测
其次，随着永磁材料性能的提高、加工工艺的完善以及现代控制技术的发展，高速永磁电机在工农业生产、家用电器、医疗设备、航空航天、航海、军工等各个领域的应用将更加深入，并展示出强大的生命力。
最后，伴随着节电、环保意识日益增强，用于节能环保领域的永磁电机将会出现大幅增长。可以预见，低碳经济的到来为永磁电机带来增长契机，而超高效永磁电动机和调速高效永磁电动机在节能减排方面将发挥重大作用。
四、2020-2025年细分市场发展趋势预测
首先，高速永磁电机具有效率高、比功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。采用矢量控制的变频调速系统，可使永磁电动机具有宽广的调速范围。因此，高速电机的永磁化成为电机驱动技术的重要发展方向之一。
尤其是在电动汽车电机驱动技术方面，受到车辆空间限制和使用环境的约束，电动汽车用电机驱动系统不同于普通的电传动系统，它要求性能更高、体积/重量密度更高、环境温度更高，用于普通电机驱动的电力电子与电机技术已经不能适应其要求。因此，高速永磁化将成为未来汽车电机的发展方向之一。
第三节 2020-2025年中国高速永磁电机行业供需预测
一、2020-2025年中国高速永磁电机行业供给预测
图表：2020-2025年中国高速永磁电机行业供给预测
二、2020-2025年中国高速永磁电机行业需求预测
图表：2020-2025年中国高速永磁电机行业需求预测
在制造业转型升级、节能减排的大背景下，我国对高速永磁电机的研发生产重视力度不断提升。现阶段，我国高速永磁电机正在向高转速、高转矩、高功能化和微型化方向发展。性能优异的钕铁硼材料在高速永磁电机领域中的应用，使得永磁电机在功率因数、效率和最大转矩倍数等方面都有了不同程度的提高。2020年的高速永磁电磁需求规模为373,亿元，到2025年需求规模达到2025年，同比上年同比增长5.6%。
三、2020-2025年中国高速永磁电机行业供需平衡预测
图表：2020-2025年中国高速永磁电机行业供需平衡预测
我国高速永磁电机市场规模持续扩大，尽管其产业结构与技术水平还有较大提升空间，但在节能减排、环保政策趋严的背景下，市场需求仍将保持增长。并且，我国新能源汽车市场高速发展、智能家居普及率不断上升，对高速永磁电机的需求将会持续提升，或将带动我国高速永磁电机市场需求加快。 在新型产业的推动下，总的来说，我国的高速永磁电机的需求大于市场规模，我国高速永磁电机行业应把握住机遇，加大研发力度，进一步提高产品性能，提高市场竞争力