空气净化器电机:低噪声、高可靠性为技术研发关键点

                    

本文来源: 《电器》杂志 作者: 邓雅静,由 电小二 整理编辑!转载请注明来源!

在经历市场九年前的“野蛮生长”之后,空气净化器行业回归理性,企业开始注重产品品质和性能的提升。作为给空气净化器提供动力的核心部件,电机扮演着十分重要的角色。因此,整机企业对其技术要求越来越高。尤其在选购电机时,整机企业非常关注低噪声、低能耗、高可靠性,而直流无刷电机因兼具这些技术优势成为行业发展趋势和整机品牌选购重点。

国产电机占据半壁江山
事实上,微特电机种类繁多,所能实现的功能及技术指标千差万别。因此,不同应用领域的微特电机往往构成独立的细分市场,对应的主要厂家和竞争水平也有所不同。具体来看,目前,空气净化器用电机主流供应商包括松下电机、珠海美蓓亚电机、珠海凯邦电机、威灵电机、卧龙电机、大洋电机、EBM电机、江苏上骐电机等。
然而,相比洗衣机、冰箱、空调、电风扇等家电品类来说,空气净化器行业的电机采购数量只能算是“小菜一碟”,数量不大。随着近两年空气净化器规模增速放缓,国内空气净化器电机销量仅为500万台左右。某业内人士认为,即使加上出口市场,全年规模也就1000万台左右,相比巨大的家电市场而言,空气净化器用电机只能算是“小盘子”。因此,许多电机供应商并没有针对空气净化器研发专用电机,而是直接使用空调电机。
从电机生产企业来看,日本电机和德国EBM电机性能表现突出,因此成为高端产品的标配。但经过多年的发展,国产电机在技术方面已经逐步追赶上进口电机,因此也被越来越多的整机品牌认可。例如威灵电机与美的、夏普等品牌有着密切合作,2019年空气净化器用电机销量达到90万台,占据不小的市场份额。据威霖中国事业部总监李江预估,目前整机品牌采用进口电机和国产电机的数量约为“五五开”。
虽然国产电机在技术方面与进口电机差距不大,但产品性能依然存在区别。亚都有关负责人表示,国内外电机生产企业在生产工艺、设备和使用材料方面还是有所差别的,导致产品在噪声、寿命、可靠性以及效率上仍存在一定差距。
或许正是产品性能存在差异,导致进口电机价格高于国产电机的现状。对此,某业内人士表示,更看重品牌效应和售价超过2000元的空气净化器多会选购进口电机;产品售价较低、或者注重性价比的品牌更倾向于国产电机。他进一步说:“国产电机和进口电机虽然性能略有差异,但在空气净化器上所体现出的工作效果差别并不大。况且,空气净化器的噪声、寿命以及效率并不完全是由电机性能所决定,还与风道设计、产品结构设计、滤网选择等有关。因此,他认为整机品牌选择进口电机,更多地是看重宣传,将其作为卖点。”

开始提供多类型、差异化电机
在过去很长一段时间里,电机企业都是按照整机企业的要求格式化地提供标准化电机,导致产品同质化严重。近几年,这一现象有所改善,许多电机企业奉行技术为先的原则,开始针对空气净化器企业的配套需求,推出多类型、差异化电机。
空气净化器在属于室内运行家电,和人“朝夕相处”,经常长时间运行。因此,空气净化器对电机的需求有6个特点。首先,空气净化器作用于室内空间,且常常使用于卧室或办公环境下,对静音性能要求越来越高,因此空气净化器用电机对噪声值的要求越来越苛刻;第二,空气净化器属于长期运行家电,对电机的可靠性也有较高要求;第三,长时间的运行,导致空气净化器电机需要具备运转效率高、温升小的特点;第四,空气净化器对内部“脏堵”的检测功能有要求,需要电机灵敏度高;第五,家居智能化趋势,要求空气净化器用电机有一定的通讯功能;第六,空气净化器外形设计种类繁多,设计灵活度更高,因此要求电机体积小,或者风机电机结构更紧凑。
为了使电机与空气净化器配合的更完美,威灵电机针对空气净化器用电机进行了创新升级,产品呈现出高效节能、静音等特点。据威灵电机有关负责人介绍,威灵电机的空气净化器用电机采用铁氧体表贴高磁性磁瓦,高槽满率绕线技术,产品高效节能;一体型减振转子结构设计,采用无位置(Sensorless)正弦波控制,实现系统超静音;通过无极调速控制,使得风量控制细腻平滑,用户体验更舒适。
值得一提的是,雷勃也推出了用于空气净化器的直流电机——灵静系列,更关注对空气净化器整机配套的需求。据了解,这款高效直流电机,直流效率可达80%,而且产品结构更简单,适合大规模生产。该系列电机噪声非常低,距离电机40cm的位置噪声低至20dB(A)。灵静系列电机通过创新设计,可以将电机和空气净化器的控制系统完美结合起来,精确提供过滤器的使用状态,以及“脏堵”信号报警。
虽然当前电机技术基本可以满足整机企业的需求,但希望能持续提升产品品质的整机企业仍对电机提出了更高要求。亚都有关负责人表示,目前空气净化器使用的电机主要是“借用”空调电机,而不是专门为空气净化器开发的。他认为,如果想对空气净化器用电机进行升级,可以从两个方面入手,首先是可以实时数字输出电机的转速以及扭矩信息等以方便净化器MCU的采集来实现更多的功能;其次,可以将杀菌功能集成在电机外壳上,让净化器更简单的实现杀菌功能。

直流趋势显著
过去,以拼价格为主要竞争手段的空气净化器行业,主要采用交流电机。但随着整机企业试图通过差异化发展,从同质化产品的“红海”中脱颖而出,越来越多整机企业开始采用直流无刷电机。从近两年的占比变化来看,直流无刷电机正在成为行业的发展趋势。
李江认为,直流无刷电机虽然成本更高,但噪声小、更节能,且使用寿命更高,无论从国家节能层面还是企业发展层面,更具有节能优势的直流无刷电机都将成为空气净化器行业未来的发展趋势。
《电器》记者了解到,根据产品定位,不同整机企业采用的直流无刷电机也有所不同。其中,高端机型多采用合资品牌的直流无刷电机,中端机型则采用国产品牌的直流无刷电机,而低端机型主要采用国产品牌的直流无刷电机或交流电机。亚都有关负责人认为,合资品牌直流无刷电机的噪声、使用寿命、可靠性及效率指标优于国内品牌;而国内品牌的主流无刷电机则胜在价格。
为了更好地应对市场环境新变化,威灵电机对直流变频、电机降噪等技术进行技术升级,不仅实现电机节能省电,还能为用户提供舒适静谧的环境。卧龙电机也自主研发了永磁同步电机,采用高可靠性正弦驱动控制系统或基于MCU的矢量控制系统,具有低噪声、低振动、高效率、高可靠性、无极平稳快速调速的特点,可以满足空气净化器高效稳定运行。
然而,并不是所有企业都认为空气净化器电机需要向直流无刷电机趋势发展。某空气净化器企业负责人表示,从节能角度来看,由于空气净化器电机功率较小,直流无刷电机和交流电机的能耗水平差别不大。但是直流电机成本更高,这部分成本往往会转嫁到消费者身上,损害了消费者利益。而从噪声来看,他认为,对空气净化器而言,电机的功率较小,因此噪声的主要来源并不是电机,而是与电机与风轮的配合程度、风道设计等有关。

受疫情影响较小
不少整机企业预测,此次疫情确实会在一定程度上拉动空气净化器销量的提升,但增长幅度并不会特别大。而市场需求主要增长点将以办公室、办公楼等人口聚集的公共场所为主。这类场所所需的空气净化器电机功率相对较大。
对于电机生产企业的整体规模而言,空气净化器电机规模占比并不大。因此,即便面对一定程度的规模增长,电机供应商的产量也完全能够满足市场需求。不过由于全球疫情肆虐的原因,出口市场受到较大影响,在这方面将对空气净化器用电机出货量带来不小挑战。
此外,当前消费者对空气净化器的功能需求更侧重于杀菌、除病毒,要对接这些消费需求主要取决于滤网的技术发展,与电机技术基本没有关系。因此,2020年,空气净化器电机的技术发展趋势并不会因为疫情发生太大变化,仍将以静音、高效率、高寿命以及高可靠性为主线。

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