內容概況:我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發展階段,新品種和高性能電機不斷開發,為行業奠定了堅實基礎。在永磁材料、半導體技術及計算機技術持續進步的推動下,步進電機如今已在眾多領域中實現廣泛應用。作為全球最重要的工業制造基地之一,中國擁有龐大且增長迅速的步進電機市場。近年來,伴隨中國制造業的轉型升級,市場對步進電機的需求持續增加,同時國內消費者對產品品質與性能的要求也日益提升。在此背景下,中國政府通過制定科技創新規劃和技術標準化規范等一系列政策措施,積極支持并引導行業技術進步與健康發展。數據顯示,中國步進電機行業市場規模已從2016年的17.39億元穩步增長至2024年的38.9億元,年復合增長率達到10.59%。展望未來,步進電機市場空間廣闊,預計產業規模將進一步擴大,2025年市場規模有望達到41.24億元。
上市企業:江蘇雷利(300660)、鼎智科技(920593)、鳴志電器(603728)、兆威機電(003021)、三協電機(920100)、雷賽智能(002979)、寶鋼股份(600019)、首鋼股份(000959)、鞍鋼股份(000898)、馬鋼股份(600808)等。
相關企業:深圳研控自動化科技股份有限公司、北京和利時電機技術有限公司、德昌電機(江門)有限公司等。
關鍵詞:步進電機行業發展歷程、步進電機行業產業鏈、工業自動化行業市場規模、全球步進電機行業市場規模、中國步進電機行業市場規模、步進電機行業競爭格局、步進電機行業發展趨勢
一、步進電機行業概述
步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號,轉子就轉動一個角度或前進一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比,轉速與脈沖頻率成正比。因此,步進電動機又稱脈沖電動機。步進電機主要包括前端蓋、中心軸、磁鋼、軸承、定子鐵芯、轉子鐵芯、波紋墊圈、后端蓋和繞組絕緣等。其中,定子鐵芯和繞組絕緣構成裝配后的定子組件,而磁鋼和轉子鐵芯構成轉子部分。各部件通過軸承和中心軸精密裝配,保證了電機的穩定運轉和精確步進。
步進電機的結構形式和分類方法較多,按勵磁方式分為磁阻式、永磁式和混磁式三種;按相數可分為單相、兩相、三相和多相等形式。
步進電機作為一種開環控制的系統,和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。
二、步進電機行業發展歷程
步進電機的起源可追溯至19世紀,其現代形式于20世紀初由多個發明推動發展,特別是Frank W. Wood的專利。步進電機的原理,源自于最基礎的電磁鐵作用,其初步模型誕生于1830年至1860年這段時間。到了1870年前后,人們開始嘗試利用這種原理來控制氬弧燈的電極輸送機構,這便是步進電機最初的形態。步進電機的關鍵創新來自多位發明家,包括C.L. Walker和C. B Chicken,他們分別在英國和美國獲得了相關專利。特別是上個世紀初,由三位發明家的專利推動,真正具有現代意義的步進電機誕生了。隨后,在1930年代,英國海軍將步進電機的設計原理應用于軍艦的槍炮遙控系統,使得最初的反應式步進電機得以實現。步進電機在20世紀30年代被首次應用于軍事系統,1940年代到1950年代在民用領域取得突破性進展。這一時期,其根本的技術特性與應用領域逐漸明確和拓展,為接下來的廣泛應用奠定了基礎。
HB步進電機于1952年開創,結合了永磁式和反應式的優勢,迅速成為市場上主流產品。并分為兩相和五相兩種類型,由于其獨特的性能和廣泛的應用領域,這種步進電機已成為當前市場上的主流選擇。在1960年代,HB步進電機開始在數據存儲設備中應用,并隨著技術進步擴大其應用領域。隨著步進電機的發展,進入1968年,日本電機行業的佼佼者三洋公司開始商業性地大規模生產HB步進電機,并將其廣泛應用于機床控制領域。1970年,三洋公司又從IBM接到了首個步進電機的訂單,標志著步進電機與數據存儲設備的緊密結合。在1980年代初期,全球電子連接器行業的佼佼者AMP公司,將其步進電機技術引入數據存儲市場,并與Tamagawa和Seagate合作,推動行業發展。通過與Tamagawa公司的合作,AMP不僅推動了HD技術的革新,也為多家公司的崛起奠定了堅實基礎。隨著1980年代和1990年代的歷史進程,步進電機的發展迎來了新的篇章。在近三十年的時間里,步進電機經歷了迅速的崛起與成熟。如今,它已躋身至電機的基本類型之列,與直流電機、異步電機以及同步電機并駕齊驅。在21世紀的今天,步進電機在智能汽車傳輸、5G通信設備、智能機器人、智能家居、醫療保健以及電子產品等多個領域發揮著至關重要的作用。
三、步進電機行業產業鏈
步進電機產業鏈上游為原材料,包括硅鋼片、銅、鋁、磁性材料等。產業鏈中游為步進電機的生產制造環節。產業鏈下游為步進電機的應用領域,包括工業自動化、消費電子、醫療器械、汽車電子、工業機械等。
工業自動化是步進電機最關鍵的下游應用領域之一,主要用于實現機械設備中各種執行機構的精確位置控制與定位驅動。工業自動化是指將自動化技術運用在機械工業制造環節中,實現自動加工和連續生產,提高機械生產效率和質量,釋放生產力的作業手段。工業自動化的發展依賴于信息技術、計算機技術和通信技術的深度融合,自動化技術在很大程度上扭轉了傳統作業模式,加速了傳統工業技術改造。我國工業自動化行業起步較晚,但發展勢頭強勁。雖然我國工業自動化在關鍵的核心技術方面與外資品牌有顯著差距,但近年來國家陸續頒布的一系列法規政策為我國工業自動化行業的發展提供了強勁的動力。中國工業自動化行業取得明顯進步,國產替代進程加快。數據顯示,2017-2024年中國工業自動化行業市場規模從1657億元增長至2739億元,年復合增長率為7.44%。未來,隨著工業自動化向更廣范圍、更深程度的持續滲透與升級,將為上游的步進電機等行業帶來持續擴容且不斷向高端化演進的市場需求,提供堅實而廣闊的增長空間。
相關報告:智研咨詢發布的《中國步進電機行業市場競爭現狀及產業需求研判報告》
注:本文節選出自智研咨詢發布的《趨勢研判!2025年中國步進電機行業發展歷程、產業鏈、市場規模、競爭格局及未來趨勢:國產替代加速與需求擴張,促進步進電機競爭力穩步提升[圖]》行業分析文章,如需獲取行業文章全部內容,可進入智研咨詢搜索查看。
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