1. Máquinas eléctricas: finalidad y clasificación.
Una máquina eléctrica es un dispositivo mecánico electromagnético que convierte y transmite energía mediante la interacción de la electricidad y el magnetismo.
En un sentido amplio, las máquinas eléctricas incluyen motores y generadores. El motor recibe energía eléctrica y transmite energía mecánica; Varios motores se utilizan ampliamente en industrias y electrodomésticos, principalmente para accionar equipos mecánicos.
El generador recibe energía mecánica y produce energía eléctrica. El desarrollo de generadores y equipos relacionados permite obtener electricidad a partir de energía térmica, hidráulica, nuclear, eólica, solar y biomasa, abasteciendo a sectores económicos y poblaciones urbanas y rurales.
Normalmente, la palabra "máquina eléctrica" en este contexto se refiere a un motor eléctrico. A pesar de las diferencias de diseño, suele constar de una parte fija, giratoria y auxiliar. La parte fija combina la carcasa, el marco, el núcleo y el devanado del estator, las tapas de los extremos, la base y otros elementos de soporte, portadores de corriente y conductores magnéticos.
La parte giratoria incluye el eje, el núcleo, el soporte y el devanado del rotor, los anillos colectores, el conmutador y el ventilador. Los accesorios incluyen cojinetes, cepillos y refrigeradores. La variedad de modelos, tamaños, potencias, extremos de eje y aislamiento determina la gran variedad de tipos de máquinas eléctricas.
Según la práctica industrial, los motores se clasifican, por un lado, según la altura del eje, en grandes, pequeños y medianos y micromotores, y por otro, según sus características especiales, en estándar y especiales.
Debido a que los motores medianos y pequeños tienen muchas similitudes en la tecnología de fabricación y los usuarios finales, la industria generalmente los agrupa en la categoría de motores pequeños y medianos.
Según el programa para aumentar la eficiencia energética de los motores para 2013-2015, publicado en junio de 2013 por el Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información y la Dirección General de Control de Calidad, Inspección y Cuarentena, según la eficiencia energética, los motores se dividen en de alta eficiencia y convencionales.
En el contexto de crecientes limitaciones de recursos, los principales países desarrollados consideran que aumentar la eficiencia de los motores es una importante medida de ahorro de energía.
En 2008, la Comisión Electrotécnica Internacional IEC estableció una clasificación mundial única de eficiencia energética de motores (ver Tabla 1) y métodos de prueba estandarizados.
En Estados Unidos, los motores de alta eficiencia son obligatorios desde 1997, los ultraeficientes desde 2011; Europa también comenzó a exigir la introducción de motores de alta eficiencia en 2011. China emitió GB18613-2006 y luego lo revisó según IEC; GB18613-2012 entró en vigor el 1 de septiembre de 2012.
Según este estándar, la gran mayoría de los motores producidos en China no estaban clasificados como motores de alta eficiencia, lo que les exigía cumplir o superar la clasificación de eficiencia energética GB18613-2012. Para acelerar el ahorro energético industrial, transformar el modelo de desarrollo y alcanzar los objetivos obligatorios del Decimotercer Plan Quinquenal, es necesario mejorar significativamente la eficiencia energética de los motores.
La historia de la industria eléctrica mundial se remonta al generador de disco manual de CC creado por el británico M.
Faraday en 1831, es decir, más de 180 años. La industria china se remonta a más de un siglo, cuando la fábrica de material didáctico de Tianjin fabricaba generadores Wimshurst y otros instrumentos eléctricos y magnéticos educativos en 1905.
Antes de la formación de la República Popular China, los equipos, la tecnología, el nivel de productos y la capacidad de producción eran significativamente inferiores a los del mundo. En las fábricas de Shanghai Qian Yong Ji, Huasheng y Huacheng, los motores más potentes tenían sólo 200-300 kW.
Durante más de 60 años después de la fundación de la República Popular China, la industria ha pasado de la pequeña a la gran escala, de la debilidad a la fortaleza, del rezago a posiciones de liderazgo, confiando constantemente en las importaciones, la introducción de tecnologías, su desarrollo y la innovación repetida, y luego en sus propios desarrollos. Después de la recuperación económica inicial en los primeros años de la República Popular China
Entre los 156 proyectos del plan quinquenal se encontraban los de ingeniería eléctrica. Se crearon sucesivamente Shanghai, Harbin, Xiangtan, Jiamus, Lanzhou, Shenyang y otras fábricas de apoyo. El rápido desarrollo de la generación, transmisión y distribución de energía ha contribuido al crecimiento de la industria. Se ha formado un sistema completo de producción y negocios, y la gama de productos, tamaños, características y volúmenes satisfacen principalmente las necesidades de la economía china.
La capacidad instalada de motores pequeños y medianos en China ha alcanzado los 1.600 millones de kW; el país se ha convertido en un importante productor, consumidor y exportador mundial de este tipo de motores.
2. Escala y crecimiento de la industria
La industria en su conjunto ha ido creciendo durante los últimos diez años. Los motores de CA constituyen la gran mayoría de la producción, por lo que sus tasas de desarrollo y crecimiento reflejan en gran medida la posición de la industria en su conjunto.
(1) Tamaño de la industria y tasa de crecimiento
Según la Oficina Nacional de Estadísticas, de 2001 a 2013, la producción de motores de CA en China aumentó de 62,6327 a 279,1460 millones de kW por año, con un crecimiento anual promedio del 13,26%. En 2012, el aumento respecto a 2011 fue de 5,0235 millones de kW, o el 1,99%; en 2013: 22,234 millones de kW, o el 8,65%. El mercado siguió creciendo de manera constante.
(2) Escala y crecimiento de los motores pequeños y medianos.
Según expertos de la División de Motores Pequeños y Medianos de la Asociación de la Industria Eléctrica de China, los ingresos totales de las 77 empresas de referencia representaron aproximadamente el 60% de la industria.
Sobre esta base, los ingresos de la industria china de motores pequeños y medianos en 2013 se estimaron en 100 mil millones de yuanes. Muchas empresas también producen micromotores grandes y otros equipos eléctricos; Por ejemplo, las estadísticas de Wolong incluían bienes raíces y motores grandes, mientras que Xiangtan Electric producía principalmente turbinas eólicas y motores grandes, cuyos ingresos se incluían en la categoría de pequeñas y medianas.
Después de excluir estas ventas, se estimó que el tamaño de la industria de motores pequeños y medianos de China en 2013 fue de al menos 60 mil millones de yuanes.
Según el pronóstico del Instituto de Investigación de Ingeniería Eléctrica de Shanghai, se esperaba que la producción total de las empresas de postes aumentara de 159,20 millones de kW en 2010 a 259,20 millones de kW en 2020, un 62,81%. La producción de tipos individuales y su crecimiento se detallan a continuación:
Los principales factores que impulsan la demanda de motores en China son:
1) Deslocalización internacional de la producción
Debido a los costos laborales y otros factores, los países desarrollados están trasladando gradualmente la producción de motores a los países en desarrollo. China se ha convertido en la base manufacturera del mundo; ABB, SIEMENS, GAMESA y otros fabricantes de renombre han establecido aquí centros de producción.
2) Recuperación económica global y crecimiento económico chino
La economía estadounidense ha comenzado a mejorar, Europa se está recuperando gradualmente y China está pasando de un crecimiento alto a un crecimiento moderado con énfasis en la calidad. En el futuro, China aumentará la inversión en conservación de energía, protección ambiental, infraestructura, bienestar público y consumo. El crecimiento de la economía global brindará espacio para el desarrollo sostenible a largo plazo de la industria.
3) Renovación estructural y sustitución de productos de bajo rendimiento
El Plan Estatal para el Desarrollo del Ahorro de Energía y la Protección del Medio Ambiente del Duodécimo Plan Quinquenal prevé la introducción generalizada de motores asíncronos trifásicos pequeños y medianos de la primera y segunda clase de eficiencia energética y el aumento de la eficiencia de los sistemas.
El Programa de Eficiencia Energética de Motores 2013-2015 del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y la Dirección General de Control de Calidad, Inspección y Cuarentena apoya el desarrollo y la implementación de motores eficientes, la modernización de la industria y mejoras generales de eficiencia. El retiro masivo de motores obsoletos está impulsando la demanda.
Unos estándares más elevados también contribuyen a la consolidación de la industria, mejorando las ventajas de las empresas dedicadas a la investigación y producción de motores de alto rendimiento.
3. Tendencias de desarrollo futuras
La industria, especialmente la de motores pequeños y medianos, se caracteriza por una gran cantidad de modelos y tipos, industrias consumidoras diversas y un enorme consumo de energía. Esto crea tendencias hacia la alta eficiencia, la especialización y la ejecución individual.
(1) Alta eficiencia y ahorro de energía.
La optimización del diseño electromagnético y mecánico, los nuevos materiales, equipos y tecnologías reducen las pérdidas de cobre, magnéticas, aditivas y mecánicas y mejoran la conversión de energía. Los motores pequeños y medianos se utilizan en muchas aplicaciones industriales; Aumentar su eficiencia es importante para el ahorro de energía, la eficiencia empresarial y la protección ambiental y es una de las formas de lograr objetivos de ahorro de energía y reducción de emisiones.
El rápido crecimiento económico ha convertido a China en un importante consumidor de energía.
En una conferencia celebrada en Copenhague, el gobierno anunció una reducción del consumo de energía y de las emisiones de CO2 por unidad de PIB para 2020 entre un 40% y un 45% en comparación con los niveles de 2005. El Duodécimo Plan Quinquenal preveía una disminución de estos indicadores en un 16% y un 17%.
En la contribución nacional presentada antes de la conferencia de París, China describió un pico de emisiones de CO2 alrededor de 2030, con un intento de hacerlo antes, y una reducción de la intensidad de carbono del PIB entre un 60% y un 65% para 2005. La civilización ecológica debería convertirse en una parte importante del Decimotercer Plan Quinquenal con los principios de innovación, coordinación, respeto al medio ambiente, apertura e intercambio de resultados.
Las innovaciones tecnológicas e institucionales, la optimización de la estructura industrial, la energía baja en carbono, los edificios ecológicos, el transporte y el mercado nacional de carbono deberían crear un modelo para el desarrollo armonioso del hombre y la naturaleza.
Aumentar la eficiencia de la producción, transmisión y consumo de energía permite reducir la intensidad energética del PIB sin dejar de crecer.
La electricidad representa más del 50% del consumo de energía y los motores representan más del 50% del consumo total de energía. Por tanto, aumentar su eficiencia es necesario para las políticas de ahorro energético.
Los motores y los sistemas de propulsión se han convertido en un área con gran potencial. Los gobiernos y organizaciones están desarrollando soluciones, directrices, estándares y regulaciones para diversas aplicaciones e industrias y creando productos respetuosos con el medio ambiente.
Algunos ejemplos son las normas uniformes IEC para eficiencia y pruebas, el EuroDEEM europeo, el MMASTER estadounidense y el programa de diseño ecológico de la UE. El apoyo de China a motores y sistemas eficientes y la plena implementación de estrictas regulaciones ambientales hacen que los motores pequeños y medianos altamente y ultraeficientes, los motores de velocidad variable y los motores magnéticos permanentes, los sistemas de ahorro de energía y la tecnología verde sean una dirección de desarrollo natural.
(2) Especialización y personalización
Los consumidores de motores pequeños y medianos trabajan en las industrias metalúrgica, energética, petroquímica, minera, de materiales de construcción, de servicios públicos y del agua. Su necesidad de eficiencia energética y especialización les lleva a crear productos profesionales y eficientes. El desarrollo personalizado de motores a prueba de explosiones, de frecuencia variable y de dos velocidades mejora la eficiencia del cliente al tiempo que fortalece el desarrollo del fabricante, sus competencias centrales y su posición en la industria.
Para mejorar la eficiencia energética del usuario final, no basta con que los fabricantes suministren motores universales especializados a los fabricantes de bombas, ventiladores y compresores. Es necesario participar en el diseño e investigación de sus productos y desarrollar motores adecuados según las características requeridas. Dicha participación mejora la adopción del producto en el mercado y fortalece la colaboración con los consumidores, ayudando a mantener y ampliar la participación de mercado.
(3) Automatización inteligente
Los sistemas de propulsión líderes en el mundo ya integran diagnóstico, protección, control y comunicación, proporcionando autodiagnóstico, autoprotección, control automático de velocidad y control remoto. La transición de la ingeniería mecánica china a tecnologías superiores, precisas y avanzadas y la convergencia de la industrialización y la informatización hacen de los sistemas inteligentes una tendencia inevitable.
Cada vez más empresas están aceptando investigaciones sobre la combinación de motores, cargas y sistemas de control, diseño optimizado y control de ahorro de energía de accionamientos industriales pequeños y medianos. Se están desarrollando motores y sistemas con retroalimentación interna, control de ahorro de energía de máquinas de doble potencia, control de ahorro de energía por fases y software de control y análisis de eficiencia. El diseño y la fabricación integrados de control, sensores y actuadores permiten tener en cuenta diferentes modos y cargas.
(4) Integración integral
El desarrollo y la aplicación de la electrónica de potencia, la tecnología informática y microelectrónica y la teoría de control están ampliando las áreas de uso de motores pequeños y medianos. Para funcionar de manera eficiente, eficiente y económica, interactúan con computadoras, controladores, convertidores de potencia y sensores y, a menudo, se integran con actuadores y cargas posteriores: dispositivos mecánicos, hidráulicos y neumáticos.
De este modo, el motor no se convierte en un componente actuador independiente, sino en un sistema mecatrónico completo con una función determinada.
ABB, Siemens y Mitsubishi han pasado de ser fabricantes de motores a proveedores de renombre de motores y sistemas de control, ampliando su gama de convertidores de frecuencia, arrancadores suaves y otros controles. Esto proporcionó ventajas tecnológicas y competitivas y una importante cuota de mercado.
Algunos fabricantes chinos ya están investigando el control de accionamiento, la integración de sistemas, la adaptación óptima de parámetros y el control integrado y están lanzando productos bastante maduros.
Los motores se utilizan ampliamente en las industrias metalúrgica, energética, petroquímica, del carbón y minera, en la producción de materiales de construcción, papel, servicios públicos y gestión del agua, en la construcción naval y en el transbordo portuario. Son necesarios allí donde la energía eléctrica se convierte en energía mecánica o viceversa, lo que determina la enorme capacidad del mercado.
Según estimaciones internacionales generalmente aceptadas, la potencia instalada de los motores es entre 2,5 y 3,5 veces mayor que la potencia de los generadores.
De cara al futuro, la producción china debería seguir creciendo. Para 2020, la capacidad de generación proyectada era de 1 kW por persona frente a los 3 kW en EE. UU. y la capacidad instalada del motor era de aproximadamente 4.500 millones de kW, en comparación con el nivel de entonces de aproximadamente 1.200 millones de kW.
Más de 3 mil millones de kW de nueva capacidad crearon un gran mercado para motores eficientes y especiales. La demanda se divide en incremental (nuevas instalaciones anuales) y sustitución, es decir, sustitución de motores viejos por otros nuevos, especialmente aquellos que ahorran energía.
Los motores de CA constituyen la mayor parte del mercado, por lo que su producción puede utilizarse aproximadamente como un indicador de la industria en su conjunto.
Según la oficina de estadística, entre 2001 y 2013, la producción de motores de CA aumentó de 62,6327 a 279,1460 millones de kW por año, una media del 13,26% anual.
La industria está estrechamente relacionada con el crecimiento del PIB. Con la desaceleración de la economía global, China se vio presionada por la desaceleración y la inflación; El crecimiento medio del PIB previsto en el duodécimo plan quinquenal se redujo al 7%.
La demanda insuficiente y el relativo exceso de capacidad desaceleraron el crecimiento de la industria a niveles negativos. Sin embargo, a largo plazo, China permaneció en una etapa de rápido desarrollo.
La urbanización y la renovación de equipamiento han aumentado constantemente la demanda de las industrias metalúrgica, siderúrgica, cementera, energética y de construcción naval. La introducción de motores eficientes de tamaño pequeño y mediano brindó a las empresas líderes oportunidades de rápido crecimiento.
De manera conservadora, el aumento anual promedio en la producción de motores variables durante los próximos cinco años se estimó en más del 7%. Al calcular un 7% y un promedio decenal de 13,26%, se predijo que la producción en cinco años estaría en el rango de 392 a 520 millones de kW por año.
Según las estadísticas de la división de motores pequeños y medianos de la asociación en 2013, los motores de CC representaron solo el 2,93% de la producción de las empresas que los apoyaban y fueron reemplazados gradualmente por motores de corriente variable.
Sin embargo, proporcionan un buen control, un cambio de velocidad uniforme, suave y continuo en un amplio rango bajo cargas pesadas y un alto par de arranque con un control económico. Por lo tanto, se utilizan a menudo en grandes tornos y laminadores reversibles.
Aunque un convertidor de frecuencia permite que un variador logre un resultado similar, los motores permanentes, especialmente los grandes, conservan ventajas en términos de confiabilidad general y viabilidad económica. Desde hace mucho tiempo, GE, SIEMENS, ABB y TMEIC suministran sofisticados convertidores para sustituirlos.
A pesar de la reducción de precio, el coste siguió siendo aproximadamente 3 veces mayor que el de los sistemas CC y la relación precio/rendimiento fue baja. El mantenimiento y la reparación requieren personal calificado, que las pequeñas y medianas empresas chinas normalmente no tienen, por lo que las fallas no siempre se corrigen rápidamente y no se ha producido una adopción generalizada.
Los motores de CC especializados, grandes y eficientes siguen siendo una oportunidad de mercado.
Según las estadísticas de las empresas colaboradoras de la asociación, en 2013 la potencia de los motores de corriente continua ascendió a 5.061 millones de kW, 1.069 millones de kW, es decir, un 17,44% menos que el año anterior.
Según la Oficina Estatal de Estadística, entre 2001 y 2013, la producción de equipos de generación aumentó de 13,3935 a 127,3520 millones de kW por año, con un aumento anual promedio del 20,64%.
El desarrollo de los recursos eólicos de China sigue siendo en general bajo y el potencial no aprovechado es enorme.
El aumento de la capacidad unitaria se ha convertido en una tendencia internacional. Con el desarrollo de la energía eólica marina, se inició la operación comercial de unidades de 3 a 6 MW.
Desde 2010, la industria ha entrado en un período de ajuste industrial y político; Después del pico, la tasa de crecimiento disminuyó. El exceso de capacidad, la competencia de precios bajos y las medidas antidumping y compensatorias extranjeras provocaron una disminución continua de las nuevas instalaciones en 2012.
En China se añadieron 12.960 MW, un 26,5% menos que el año anterior. A medida que las limitaciones de generación y los problemas de conectividad disminuyeron, en 2013 comenzó una recuperación, con una estimación preliminar de la Asociación de Energía Eólica de 16.100 MW de nuevas instalaciones, un 24% más que en 2012.
La capacidad total superó los 90 millones de kW. En 2013, la energía eólica superó a la nuclear y se convirtió por primera vez en la tercera fuente de electricidad de China.
La implementación de políticas y el ajuste estructural deberían respaldar un mayor crecimiento.
La generación de biomasa por gasificación es más limpia que la combustión directa y casi no emite gases nocivos.
Es adecuado para el uso distribuido de biomasa, requiere menos inversión y tiene bajos costos de generación, lo que es especialmente útil para los países en desarrollo. La capacidad instalada mundial ha superado los 50 millones de kW y puede sustituir más de 90 millones de toneladas de combustible equivalente.
En Estados Unidos, líder, la capacidad supera los 10.000MW, más del 40% de generación renovable. En China, la proporción de biomasa entre la capacidad renovable es sólo del 0,5% frente al promedio mundial del 25%, lo que crea amplias perspectivas.
La demanda de motores en los países en desarrollo está creciendo rápidamente. China y la India en particular, así como los países BRICS de rápido crecimiento como Sudáfrica, Brasil y Rusia, han mantenido un fuerte crecimiento económico en los últimos años. La infraestructura y la producción relacionada generaron una gran demanda.
Principales áreas de demanda del mercado:
1) Demanda de nueva industrialización
El rápido crecimiento industrial de China ha enfrentado limitaciones ambientales y de recursos. El patrón de alto consumo de energía y emisiones se ha vuelto insostenible y la industria está avanzando hacia la conservación y la sostenibilidad de los recursos. El informe del XVIII Congreso del Partido esbozó un nuevo camino de industrialización: alto contenido tecnológico y eficiencia económica, bajo consumo de recursos y contaminación, pleno aprovechamiento de las ventajas de los recursos humanos.
La crisis financiera mundial desaceleró el crecimiento de China y simultáneamente creó las condiciones para una nueva industrialización acelerada. Los cambios estructurales, la modernización y la conservación de energía requieren una gran cantidad de motores eficientes con alta potencia unitaria, ampliando el mercado de la industria.
2) Demanda de ahorro de energía
Los motores de alta eficiencia combinan beneficios económicos y sociales y se han convertido en una prioridad de la industria, presentando oportunidades y desafíos sin precedentes. Con la implementación y el fortalecimiento de las políticas de implementación, se espera que crezcan rápidamente. El programa integral de ahorro de energía y reducción de emisiones del Duodécimo Plan Quinquenal del 31 de agosto de 2011 prevé subvenciones presupuestarias para motores eficientes y un aumento de la eficiencia operativa de los sistemas de 2 a 3 puntos porcentuales hasta 2015. Además de las nuevas instalaciones, existe una fuerte demanda de sustitución de los motores tradicionales que ya están en funcionamiento, incluso aquellos que no han llegado al final de su vida útil.
El ahorro de energía, la protección del medio ambiente y la civilización ecológica son temas importantes del Decimotercer Plan Quinquenal.
El Ministerio de Protección Ambiental estima que la inversión anual en protección ambiental podría aumentar a aproximadamente 2 billones de yuanes, y la inversión pública total podría superar los 17 billones. Las inversiones en ahorro de energía y ecología podrían más que duplicarse en comparación con el quinquenio anterior.
Los crecientes costos de mano de obra y materiales reducen el efecto de la reducción pasiva de emisiones al cerrar instalaciones obsoletas. Los principales medios son la actualización de equipos, tecnologías y el aumento del nivel técnico de los productos.
PetroChina, Sinopec, el Proyecto de Transferencia de Agua Sur-Norte y otras empresas y proyectos anunciaron compras a gran escala de motores eficientes y la retirada acelerada de máquinas viejas y que consumen mucha energía.
3) Mercados exteriores
El mercado global sigue estando dominado por unas pocas grandes empresas multinacionales: GE, SIEMENS, ABB y TMEIC, con tecnologías avanzadas de diseño y fabricación.
Las exportaciones de China representaron alrededor del 10% de la producción total de motores. Los proveedores extranjeros suelen cobrar precios elevados.
China tiene una ventaja en costos laborales y apoyo gubernamental para su propia innovación y modernización industrial. El enfoque en la investigación y los avances tecnológicos está cerrando gradualmente la brecha.
Impulsada por la demanda, la innovación se está intensificando una vez más, la autosuficiencia en productos de alta calidad está creciendo y los grandes fabricantes locales están obteniendo oportunidades iniciales para competir con los líderes internacionales.
En Estados Unidos y otros países desarrollados, el número de fabricantes de motores tradicionales está disminuyendo gradualmente, mientras que las importaciones aumentan, creando oportunidades para China, que podría convertirse en el centro mundial de fabricación de motores en el futuro. El rápido crecimiento de la demanda de los países en desarrollo, especialmente India, Sudáfrica, Brasil y Rusia, está impulsado por la economía, la infraestructura y la manufactura aliada y está impulsando las exportaciones chinas.
(2) Oferta del mercado
Los fabricantes en China se dividen en estatales, incluidos los controlados por el estado, extranjeros, incluidos los controlados por extranjeros, y privados. Los motores pequeños y medianos están dominados por empresas públicas y privadas; los extranjeros contribuyeron sólo hasta cierto punto a la mejora de la tecnología y los volúmenes de producción.
La economía de China ha pasado gradualmente de un crecimiento de dos dígitos a un crecimiento constante de alrededor del 7%. Las políticas industriales y macroeconómicas han marcado el rumbo para los motores pequeños y medianos. Al mismo tiempo, aparecieron desequilibrios, inconsistencias e inestabilidad: exceso de capacidad de niveles bajos y medios, presiones de desaceleración y dificultades para exportar; difícil reestructuración del surtido y resistencia a la introducción de productos eficaces; fluctuaciones de las materias primas, aumento de los costes laborales y disminución de los beneficios. Incrementar el nivel técnico y eliminar capacidades obsoletas se han convertido en la directriz general de la industria.
Los motores convencionales son producidos por muchas empresas con pequeñas participaciones individuales.
La concentración es baja, pero creciente. En China hay alrededor de 2.000 fabricantes de motores pequeños y medianos, de los cuales unos 300 son de escala significativa; se concentran en Zhejiang, Jiangsu, Shanghai, Shandong, Guangdong y Fujian.
Según las estadísticas de la asociación, Wolong Electric Group, Zhuhai Kaibang Motor y Shandong Huali Motor Group fueron los líderes en términos de ingresos en 2014; para la producción de exportación: Wolong, Fujian Anbo Motor Group y Zhejiang Jinlong Motor; sobre la introducción acumulativa de motores eficientes: Wolong, Jiangsu Small and Medium Motor y Zhejiang Jinlong Motor. La industria continúa consolidándose.
Según los datos empresariales básicos, que incluyen los ingresos del grupo por grandes motores, equipos eléctricos y bienes raíces, los ingresos totales aumentaron de 32.990 millones de yuanes a 54.050 millones de yuanes en el período 2007-2012. La participación de los tres y diez principales participantes creció y en 2012 alcanzó el 50,30% y el 73,90%, respectivamente.
Los motores pequeños y medianos tienen alturas de eje de 80 a 630 mm. Como componentes principales para convertir la energía eléctrica en energía mecánica, se utilizan ampliamente en bombas, ventiladores y compresores, que están estrechamente relacionados con la economía. Este tipo de equipos son habituales en la vida pública y constituyen una parte importante del consumo eléctrico, por lo que su eficiencia tiene un impacto significativo en la eficiencia energética general. La eficiencia es un indicador importante del nivel técnico de dichos motores.
La clave para una alta eficiencia es reducir las pérdidas propias del motor: en acero, cobre, mecánicas y adicionales, para obtener potencia mecánica en la salida.
Los principales fabricantes de motores pequeños y medianos suelen reducir las pérdidas de la siguiente manera:
(1) Los devanados del estator con bajos armónicos reducen las pérdidas de cobre y aditivos. Mejorar la forma de la fuerza magnetomotriz reduce las pérdidas adicionales y las pérdidas en los devanados del estator y del rotor. La impregnación al vacío del devanado con un barniz aislante sin disolventes aumenta la resistencia eléctrica, reduce el calentamiento y el consumo de energía y aumenta la vida útil.
El cálculo electromagnético optimizado y la selección y ajuste de la forma de las ranuras del estator y del rotor garantizan una distribución racional de la inducción en los dientes y el yugo y la coordinación de las cargas, minimizando las pérdidas en cobre y acero. El acero eléctrico laminado en frío de alta calidad con alta permeabilidad y bajas pérdidas reduce las pérdidas magnéticas y la carga eléctrica, aumentando la eficiencia.
(2) La ventilación moderna y racional reduce las pérdidas mecánicas. La carcasa cónica y el ventilador guía cónico proporcionan un flujo de aire suficiente con bajas pérdidas de ventilación y fricción, enfrían eficazmente y reducen el ruido mecánico.
Las pérdidas reducidas y la mayor eficiencia reducen el calor y el flujo de aire de refrigeración requerido, lo que permite el uso de un diámetro de ventilador más pequeño. Esto reduce aún más el consumo de energía mecánica y aumenta la eficiencia.
(3) Las medidas tecnológicas efectivas reducen las pérdidas incrementales. Junto con la combinación correcta de las ranuras del estator y del rotor y el bisel de las ranuras, se ajusta el entrehierro y se lleva a cabo un procesamiento adicional del rotor fabricado, reduciendo y controlando pérdidas adicionales.
La industria de la ingeniería eléctrica suministra componentes de accionamiento a los fabricantes de equipos originales y, en general, tiene un sólido desempeño comercial. Los márgenes brutos de las cotizadas Wolong Electric, Xinzhi Motor, Dayang Motor, Zhongdian Motor y Jinlong Electromechanical se mantuvieron estables con un ligero crecimiento entre 2012 y 2014. La principal razón fue la caída general de los precios de los lingotes eléctricos de acero, cobre y aluminio durante los tres años anteriores, lo que creó margen para obtener beneficios.
A lo largo de los años de desarrollo, se ha formado la base industrial, la estructura y la escala de la industria y las barreras de entrada han aumentado significativamente. En los motores de alta eficiencia son especialmente elevados debido a la complejidad técnica, la compleja fabricación, la importante inversión inicial y los requisitos de fiabilidad. Las principales barreras de entrada son:
En primer lugar, el diseño y la tecnología complejos requieren conocimientos interdisciplinarios. Los diseñadores, tecnólogos, inspectores, probadores y trabajadores deben tener una formación y experiencia serias. La fabricación utiliza una variedad de máquinas grandes, especializadas y complejas, lo que impone altas exigencias a la fuerza laboral técnica de los nuevos participantes.
En segundo lugar, los consumidores finales exigen confiabilidad y un servicio receptivo, lo que aumenta sus requisitos de pruebas previas a la venta y soporte posventa. Se requiere un equipo calificado de producción, control de calidad y servicio.
La tecnología avanza rápidamente; Los fabricantes deben adoptar diseños, fabricación y procesos avanzados de manera oportuna e implementar nuevas tecnologías, materiales y equipos. Es difícil para las nuevas empresas ofrecer simultáneamente seguimiento tecnológico y desarrollo interno.
Los motores se utilizan en la metalurgia, la energía, la petroquímica, las industrias del carbón y la minería, los materiales de construcción y la producción de papel, los servicios públicos y la gestión del agua, la construcción naval y el transbordo portuario. Diferentes aplicaciones y entornos tienen diferentes requisitos. Generalmente lleva mucho tiempo acumular experiencia para ingresar a diferentes áreas. Una experiencia madura y exitosa y productos confiables en un campo específico nos permiten ganar constantemente una participación significativa.
La fiabilidad y la idoneidad para la tarea son factores de selección importantes. Los consumidores finales prefieren fabricantes con experiencia y marca en el campo deseado. Los nuevos competidores sin tal acumulación enfrentan una competencia más dura.
La producción de motores requiere grandes inversiones en activos fijos, especialmente en equipos de producción, prueba e inspección. Instalar equipos y procesos y generar capacidad lleva mucho tiempo, normalmente años. Los productos también necesitan un largo período de validación en el mercado, por lo que se requiere suficiente capital de trabajo. Los altos costos de financiamiento y depreciación, la intensidad de capital y operar con un alto apalancamiento financiero crean una barrera de efectivo para nuevos negocios.
Los motores accionan ventiladores, bombas, compresores, máquinas herramienta y transportadores y se utilizan ampliamente en metalurgia, petroquímica, química, minería de carbón, materiales de construcción y servicios públicos.
Consumen el 64% de toda la electricidad y, en la industria, el 75% del consumo industrial. Un aumento de su eficiencia de un punto porcentual permite ahorrar unos 26 mil millones de kWh al año.
Por tanto, aumentar la eficiencia se ha convertido en una forma importante de ahorrar energía. El programa de agosto de 2013 del Ministerio de Industria fijó objetivos de renovación de productos para 2015: el 50% de los motores trifásicos de jaula de ardilla de baja tensión y el 40% de los motores de alta tensión deben cumplir normas de eficiencia; introducir 170 millones de kW de motores eficientes, eliminar 160 millones de kW de motores de baja eficiencia, modernizar 100 millones de kW de sistemas y rehabilitar efectivamente 20 millones de kW de máquinas retiradas.
Sobre esta base, se estima que la demanda de motores eficientes y equipos relacionados se acerca a los 100 mil millones de yuanes.
Los motores accionan ventiladores, bombas, compresores, máquinas herramienta y transportadores en metalurgia, petroquímica, química, industria del carbón, materiales de construcción y servicios públicos. La situación de estas industrias está positivamente relacionada con el crecimiento económico y la inversión en capital fijo. El rápido crecimiento y la industrialización continuos de China han proporcionado la base para el desarrollo sostenible de motores pequeños y medianos.
Grandes clientes, incluidos Shanghai Kaiquan Pump Group, Shimge Pump Industry Group y Nanfang Pump Industry, se han convertido a lo largo de los años en los principales fabricantes de bombas del mundo, promoviendo la reubicación de la producción de bombas en China. Los grandes fabricantes extranjeros con fábricas chinas necesitan proveedores de motores con una amplia gama y suministros completos para el suministro centralizado de varios modelos. Esto fomenta la expansión del producto y simultáneamente crea oportunidades de ampliación.
Los grandes fabricantes internacionales, gracias a su tecnología y reputación, ocupan gran parte del mercado exterior, pero suelen tener precios elevados. Las mejoras en la tecnología y el rendimiento chinos y la favorable relación precio-calidad están aumentando los pedidos extranjeros y la participación de motores chinos en el extranjero.
El número de fabricantes de motores tradicionales en la UE, EE.UU. y otros países desarrollados está disminuyendo, mientras que las importaciones están aumentando, lo que abre grandes oportunidades para que China se convierta en un centro de fabricación global. La demanda de otros países en desarrollo también está creciendo rápidamente: el crecimiento de la economía, la infraestructura y las industrias relacionadas crea la necesidad de motores y estimula las exportaciones chinas.
Los principales fabricantes extranjeros utilizan ampliamente líneas y centros de mecanizado altamente automatizados que proporcionan alta productividad y confiabilidad. En términos de automatización e inteligencia de equipos de producción y control, la empresa todavía tiene una cierta brecha con el nivel internacional avanzado.
Debido a que la mejora de la eficiencia en China ha quedado rezagada con respecto a Europa, Australia y Estados Unidos, la capacitación en el diseño y mejora de la tecnología de motores eficientes de tamaño pequeño y mediano se ha desarrollado más tarde y el personal científico y técnico es insuficiente. Esta escasez de personal es el principal obstáculo para aumentar la competitividad clave de la empresa y su participación en la competencia internacional.
Los motores, como productos industriales ampliamente utilizados, sirven a una variedad de industrias. En general, las empresas dependen poco de las fluctuaciones estacionales de la demanda en una región y no tienen una estacionalidad pronunciada.
A largo plazo, el ciclo industrial sigue la macroeconomía: el rápido crecimiento aumenta la demanda y mejora la situación, una desaceleración o recesión reduce la demanda y la empeora.
China permanece en la etapa intermedia de industrialización y continúa por un nuevo camino industrial.
La economía global se está recuperando lentamente; el crecimiento está por debajo de las expectativas, el crecimiento potencial está disminuyendo y el comercio y la inversión son débiles. Es posible una desaceleración simultánea de varias fuentes de crecimiento y estancamiento.
La recuperación total de la economía global puede ser larga y difícil. Sin embargo, la transición de China de una política de estimulación a un crecimiento autosostenido, la reestructuración de la industria pesada, la modernización, la conservación de energía y los requisitos ambientales de la nueva industrialización nos permiten esperar un largo ciclo industrial ascendente.
La industria no tiene ningún regionalismo pronunciado. Hay relativamente más fabricantes ubicados en el este, norte, noreste y suroeste de China; la concentración más densa se encuentra en la costa este.
