【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】電機產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，BLDC電機將成應(yīng)用主流。

2022年6月10日，2022’中國電機智造與創(chuàng)新應(yīng)用暨電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會(春季)在深圳寶安區(qū)登喜路國際大酒店2樓國際廳圓滿落幕。電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會進行期間，半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)記者采訪到了電機產(chǎn)業(yè)鏈的半導(dǎo)體企業(yè)、電機控制器企業(yè)和電機本體企業(yè)等參會工程師及資深行業(yè)人士，就電機行業(yè)的熱點話題和參會體驗展開了探討。

自動化、智能化趨勢下的電機應(yīng)用市場變化

目前伴隨電機自動化、智能化的持續(xù)發(fā)展，電機的市場和應(yīng)用也發(fā)生了極大的變化。相比前些年，市場更多的是使用有刷直流電機，因為它比較簡單，控制方便，但是壽命較短。目前BLDC電機憑借高效、噪音較低和壽命較長三個優(yōu)點，在智能化和自動化設(shè)備上替代有刷直流電機的趨勢非常明顯。

拓邦股份研發(fā)部工程師殷正還認為，由于永磁同步電機對永磁體的依賴程度較高，而永磁體的價格又受稀土價格的影響，一些不依賴稀土材料，同時又能達到與永磁同步電機相同性能要求的電機受到市場歡迎。因此開關(guān)磁阻電機、同步磁阻電機也開始推出來。電機應(yīng)用逐漸往更高效、更節(jié)能的方向轉(zhuǎn)變。

也正是因為市場應(yīng)用需求，原廠技術(shù)支持能力不斷提高，且由于后進者初始接觸的技術(shù)平臺不斷提升，電機市場的要求從夠用、能用變成好用、實用。無感弦波基本成為新興行業(yè)電機驅(qū)動標配。捷和電機研發(fā)部副經(jīng)理阮國賢認為，隨著各廠商基礎(chǔ)平臺的逐漸搭建完成，研發(fā)資源的積累，市場內(nèi)后進者的追趕速度不斷提高，市場藍海紅海轉(zhuǎn)換速度不斷加快。

此外，經(jīng)過中國IC電子行業(yè)的長期努力，其成本急劇降低，同時方案商以及IC廠投入大量研發(fā)情況下，目前電機應(yīng)用越來越簡單。尤其自動化方面，愈來愈被無刷直流永磁同步來取代。智能化方面，以前的有刷直流電機以及異步電機必須要通過大量的外圍傳感器設(shè)備來達到智能，但是對于本身已經(jīng)集成了很多位置傳感、電流傳感的無刷直流電機、永磁同步電機來講，能更好地推動智能化趨勢發(fā)展。

恒驅(qū)電機總經(jīng)辦總經(jīng)理張宸華表示，以后的永磁同步以及BLDC電機會向輕量化、小型化、微型化以及傳感化的方向發(fā)展，電機集成度會大大增加。

電機驅(qū)動與控制技術(shù)持續(xù)提升的瓶頸在哪里?

至于提升的瓶頸，殷正認為主要是比較受限于單片機的性能。他表示：“因為我們做產(chǎn)品希望有一個性價比，就是想要用更便宜的東西做出更好的產(chǎn)品。如果選便宜的MCU，可能性能上就很難滿足，但是選貴了，又賣不出去。因此希望能有一個比較好的芯片，又便宜又好用，還能滿足FOC控制�！�

對于單片機的總體性能要求，他認為MCU需要FOC控制的整個計算環(huán)路，包含存儲、開根號以及正弦、余弦的三角函數(shù)變化計算。如果單片機自帶硬件計算器更好。部分帶特定功能的單片機，做替代方案時比較困難。如果單片機生產(chǎn)周期比較長，供貨又緊張，那么就需要兩套方案同時進行。

目前驅(qū)動算法速度相對較易能觸摸到硬件的各種極限瓶頸，導(dǎo)致很多功夫消耗在處理響應(yīng)延時和信號的離散處理上。阮國賢更加期待國產(chǎn)的功率器件及相關(guān)芯片的性能盡快趕上。尤其是合理損耗下的器件響應(yīng)時間、信號穩(wěn)定性等問題需要進一步解放算法算力，性能得到改善。

張宸華則告訴記者，目前電機驅(qū)動與控制技術(shù)基本上朝著低速大扭距、高速大功率兩個方向發(fā)展，但還需要科研人員和公司的技術(shù)人員繼續(xù)研究。由于電機轉(zhuǎn)速快、功率大，傳統(tǒng)IGBT和MOS管無法適應(yīng)，而轉(zhuǎn)速較高、開關(guān)損耗低的碳化硅IGBT技術(shù)相對可以適應(yīng)。但是目前要解決這一問題，不光控制系統(tǒng)要解決，功率模塊也要解決。另外氫燃的電池要求無油化、長壽命，大多會選用的空氣動壓軸承。但是目前中國大陸沒有這類技術(shù)，基本上在日本和臺灣。

影響行業(yè)健康發(fā)展的主要阻礙與建議

一位消費電子行業(yè)的資深從業(yè)人員告訴記者：“我主要就是來聽電機機械方面的內(nèi)容，因為我們也確實遇到電機機械檢測的相關(guān)問題，也在這方面有一些疑問。除此之外，在我們實際的工程中，可能零部件的精度和我們的需求是有一些偏差的。電機零部件的加工工藝、穩(wěn)定性和功率，有時候是達不到我們的要求。”

針對這方面提升或改進辦法，他認為，現(xiàn)在尤其是華南地區(qū)零部件及供應(yīng)商數(shù)量非常多，但是規(guī)模大小不一，這樣對控制成本和提高行業(yè)的整體水平非常不利。需要把這些資源要整合起來，然后在工藝和制造方面進行技術(shù)攻堅，提高制程的穩(wěn)定性。

另外受到芯片漲價、缺貨的影響，國產(chǎn)芯片迎來了發(fā)展機遇，目前國產(chǎn)芯片的使用率大大提高。但對于國產(chǎn)芯片替代是否達到預(yù)期，殷正表示：“國產(chǎn)芯片畢竟性能上標簽的參數(shù)都很好，但是抗干擾能力等方面還是缺乏經(jīng)驗。溝通中發(fā)現(xiàn)，很多供應(yīng)商可能做的實驗較少，芯片開發(fā)周期比較短，產(chǎn)品迭代也比較少，受到市場檢驗的時間比較短。我們遇到的問題，他們從來都沒見過，所以需要一個共同成長的過程，只能相互溝通，盡量克服�！�

BLDC電機的市場應(yīng)用和布局

與傳統(tǒng)電機比較，BLDC電機在效率、長壽命和污染方面的優(yōu)勢明顯。隨著技術(shù)發(fā)展以及中國企業(yè)的參與加入，無刷直流電機的用途越來越廣，市場越來越大，但其應(yīng)用還是受到成本等方面的限制。隨著環(huán)保節(jié)能的政策出臺，將會極大地推動BLDC電機的發(fā)展。據(jù)Grand ViewResearch統(tǒng)計，2021年BLDC電機的市場規(guī)模為180多億美元，且未來幾年將會以5.7%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長，到2025年將會達到223億美元市場規(guī)模。在相關(guān)報告，未來BLDC電機使用量比較大的應(yīng)用市場主要有汽車、5G、無人機/水下機器人、電踏車/電動車、工業(yè)機器人、風(fēng)機、壓縮機、電動工具、泵類和個人保健護理等。

據(jù)芯達茂業(yè)務(wù)經(jīng)理薄海亮介紹，芯達茂在BLDC電機市場中,推出IGBT(650V /1200V系列)及SiC等功率器件,涉及領(lǐng)域廣。650V系列主要的優(yōu)勢是采用微溝槽+場截止工藝,晶片結(jié)溫高,切換損耗低,工作頻率高。另外1200V系列調(diào)整電流斜率,能使EMI抑制的成本降低,進一步降低FRD短路電流,綜合效率高。SiC系列基于Cree晶片加以優(yōu)化，其優(yōu)勢眾所周知。

必易微最近剛在科創(chuàng)板成功上市，電機產(chǎn)品線相對來說是一個比較新的產(chǎn)品線。集團副總裁/電機驅(qū)動產(chǎn)品線總經(jīng)理喻輝潔表示：“目前主要以單相電機為主，切入市場。主要的原因是相比三相電機，單相電機有巨大的市場容量，另外我們很多是家電類客戶，單相電機的產(chǎn)品非常多。除了主打的單相交流電機，我們今年推的產(chǎn)品方案包括調(diào)壓高頻轉(zhuǎn)播調(diào)壓調(diào)速的方案、單向高壓直流的SoC調(diào)試產(chǎn)品以及單向無感霍爾BLDC電機方案。不僅大幅度降低成本，而且能夠滿足客戶的應(yīng)用需求。”

關(guān)于在電機應(yīng)用領(lǐng)域市場布局和產(chǎn)品規(guī)劃，進一步了解到，芯達茂功率器件產(chǎn)品主要以SiC為主，IGBT為輔;電機驅(qū)動部分，無位置傳感器電機控制也開發(fā)了多項技術(shù)。芯達茂研發(fā)副總李邦能補充道：“針對電機驅(qū)動算法的電機無感趨勢，我們部分功率器件產(chǎn)品的安規(guī)認證已經(jīng)接近尾聲。對于后續(xù)的驅(qū)動部分產(chǎn)品，也都會比較有市場競爭力�！�

雖然BLDC電機逐漸替代交流電機是目前的大趨勢，但交流電機還是占據(jù)了絕大部分市場容量。喻輝潔表示：“我們希望接下來與國內(nèi)一流的家電客戶、電機廠，共同把交流電機的效率從20%~30%提高到55%~60%。一方面可以將交流電機的成本做得更低，同時配合我們的產(chǎn)品，使得交流電機的生產(chǎn)成為標準化的工藝過程�！�

電機行業(yè)專業(yè)聽眾參會體驗及建議

此次電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會的參會人員達到480余人，匯聚電機產(chǎn)業(yè)鏈的資深技術(shù)人員和管理人員等，打造了一場別開生面的行業(yè)盛會。

殷正(拓邦股份研發(fā)部工程師)告訴記者：“這應(yīng)該是我每一年都會來參加的一個論壇。每次感覺體驗都挺好，因為真的能感覺到每年都挺用心的在辦。主辦方把電機行業(yè)內(nèi)比較專業(yè)的供應(yīng)商聚集到一起。同時聽電機驅(qū)動行業(yè)的供應(yīng)商及專家介紹算法和新的芯片，對我的工作也是比較有幫助的。因為我要滿足客戶的需求，我就知道我能買到什么產(chǎn)品。然后在客戶有需求的情況下，可以很快找到這些供應(yīng)商，買到想要的芯片、MOS管、電容、電阻等。所以我覺得這類研討會是比較具有針對性。另外，大比特的服務(wù)也比較好，每一次展會之前會發(fā)短信，然后微信聯(lián)系。展會過程中還會去問有沒有需要之類的�！�

阮國賢(捷和電機研發(fā)部副經(jīng)理)表示，此次電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會提供了一個獲取目前各電機行業(yè)廠商最新資源的平臺，有希望后續(xù)進一步合作。同時他建議可以讓原廠更多展示DEMO，有實物可以更直觀的探討。

另外一位消費電子行業(yè)的資深從業(yè)人員建議：“作為電機機械結(jié)構(gòu)工程師，整個會議下來，我看到是電機制造和創(chuàng)新應(yīng)用，我覺得不夠深入。本來想看下有什么新的電機構(gòu)型，包括一些提高電機效率的電磁方面和結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新的方案。很多前沿的技術(shù)在這里其實沒有得到體現(xiàn)。研討會進行前期主要偏控制內(nèi)容，就真正跟電機結(jié)構(gòu)方面有一點關(guān)系�！�

當問及參會前想要獲取哪些信息時，他告訴記者：“主要是有哪些新的電機構(gòu)型，然后這些新的構(gòu)型對在產(chǎn)品上的應(yīng)用有什么好處，以及有什么新的提高電機效率的工藝或方法等等。”

同時張宸華(恒驅(qū)電機總經(jīng)辦總經(jīng)理)也表示：“感受挺深的。因為我剛剛聽了一個高壓單芯片的集成方案，感覺目前的技術(shù)發(fā)展還很不錯，而且發(fā)展速度出乎我的意料。這個平臺其實提供得很好。一個是IC廠技術(shù)集成方案需要做推廣，二是對于電機廠的應(yīng)用端需要這方面的信息判斷。因為必須要結(jié)合最新的一些技術(shù)，我才能對我的產(chǎn)品發(fā)展方向做出及時調(diào)整。如果單獨交流，可能到我們公司介紹時才能了解。一起介紹反而很好，這樣可以對比供應(yīng)商的技術(shù)優(yōu)劣，溝通交流需要解決的方案痛點�！�

結(jié)語：

總的來說，目前電機應(yīng)用市場發(fā)生了很大的變化。BLDC電機作為市場大趨勢，其發(fā)展走向是電機行業(yè)關(guān)注的重點。但BLDC 電機還處于起步階段，應(yīng)用場景也是百花齊放，未來還有更多應(yīng)用等待挖掘。此外，相信通過這場電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會，半導(dǎo)體供應(yīng)商、電機控制器廠商以及電機本體廠商都有更清晰的認識和了解。同時在智能化、自動化趨勢下，歷經(jīng)電機產(chǎn)業(yè)鏈間的多方深入交流，將會促使電機行業(yè)煥發(fā)出新的面貌和活力。

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