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伐谋·主题【高端应用和一体化成新趋势步进电机

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-05-04 09:58 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

  原标题:伐谋·主题【高端应用和一体化成新趋势,步进电机行业首推鸣志电器】国泰君安中小盘孙金钜团队

  步进电机性价比高、比较优势明显。(1)步进电机作为典型的运动控制电机,目前主要包括混合式(HB)步进电机和永磁式(PM)步进电机两大类。(2)与伺服电机系统相比,步进电机系统具有控制方便、结构简单、性价比高等比较优势。运动控制方法中,步进运动控制技术是唯一可以在开环情况下运行的,因而在很多运动速度要求不高,但定位精度要求较高的运动应用中需要大量的步进电机系统。

  全球步进电机市场仍以日本企业为主,国内优质企业崭露头角。(1)根据日本矢野经济研究所等发布的数据,2013-2015年世界HB步进电机市场规模依次为7780、7900、8000万台,PM步进电机分别为12.87、13.52、14.21亿台,均保持稳定增长态势。步进电机应用领域广泛,主要包括办公自动化、PC、通信设备、医疗设备、安防、工厂自动化(FA)等。(2)目前全球步进电机市场中,由于最大下游应用办公自动化日本企业集中度较高,使得信浓、美蓓亚、日本电产三协等上游步进电机企业占据了全球较大市场份额。(3))我国步进电机在全球市场中竞争实力较弱、两级分化严重,大多数是在开展其他电机业务的同时从事步进电机业务,主要是中低端产品,而以鸣志电器为代表的专业步进电机生产企业已能够在全球市场中占据一席之地。

  高端应用增长快,一体化构造成趋势。(1)目前步进电机应用占比最大的办公自动化增长趋缓,但其他诸多应用领域因技术革新而不断深化、产生新的需求,如工厂自动化、安防市场等,另外新兴及高端应用领域如3D打印、汽车应用、太阳能发电等增长加快,下游应用领域结构正不断发生着变化。(2)随着步进电机的应用领域不断扩展与深化,一体化构造成为趋势,电机与驱动器集成化产品、系统级步进伺服产品等新产品正不断被设计出来以满足市场需求。

  投资建议,首推鸣志电器。中国制造正加速崛起,未来步进电机应用领域将更加深化、新兴及高端细分市场的高速增长、一体化构造等行业趋势有望继续为国内优质企业带来更大的机遇,首推首推在高端领域和一体化方面有先发优势的鸣志电器(603728.SH),其他受益标的包括德昌电机控股(、江苏雷利(300660.SZ)等。

  风险提示:步进电机新兴及高端应用领域增长不及预期;技术研发进度不及预期。

  步进电机作为典型的运动控制电机,是信息化、自动化控制系统中的执行元件。从工作原理上来讲,步进电机是转变电脉冲信号为角位移或线位移的开环控制元件,根据脉冲信号,步进电机按设定方向转动固定角度(步矩角),通过控制脉冲个数来控制角位移量,以进行准确定位。

  步进电机的转角由脉冲数产生、转速由脉冲频率产生、转向由方向信号决定,主要优势包括过载性好、控制方便、结构简单、性价比高等,另外步进电机还具有无刷结构,相比传统电机可靠性高;易于启停和反转,动态响应快;停止时能够自锁,保持转矩;无累积运行误差;不易受温度、电压、电流等环境影响等有点。

  步进电机包括反应式(VR,Variable Reluctance,亦称磁阻式)、永磁式(PM,Permanent Magnet)以及混合式(HB,Hybrid)三类,其中,又可以将PM 步进电机细分为直线型和旋转型两类。目前市场中应用广泛的是HB和PM步进电机,VR步进电机已基本淘汰。

  控制电机在应用中侧重电机输出量的辐频特性、相频特性及输出特性的精度、灵敏度、稳定性、线性度等指标,现代控制电机通常包括步进电机、直流无刷电机和交流伺服电机等。

  步进电机与伺服电机都属于控制电机,但各具特点,伺服电机在高转速、高响应速度等方面具有优势,而步进电机结构简单、开环设计、价格较低,因而在很多应用场合具有非常高的性价比优势。

  运动控制方法中,步进运动控制技术是唯一可以在开环情况下运行的,不需要位置反馈,这也使得步进电机系统要比伺服电机系统简单得多、成本也更低,因而在很多运动速度要求不高,但定位精度要求较高的运动应用中需求大量的步进电机。

  HB 步进电机因其具有高精度、低成本等特性,在全球有着稳定且持续增长的市场容量。依据公司自身调研及日本EMJ、日本矢野经济研究所发布的数据综合推算,2013-2015年世界HB步进电机市场规模依次为7780万台,7900万台及8000万台。

  HB步进电机主要下游领域包括办公自动化(打印机、复印机、复合机)、PC、通信设备、医疗设备、监控摄像机、ATM、工业制造设备、娱乐设施等。其中,办公设备是HB步进电机最主要应用领域,约占HB 步进电机总量的60%以上,主要应用于打印机(喷墨机除外)、复印机、复合机等送纸机构的精确控制定位驱动上。根据EMJ 的统计,2015 年,日本厂商HB步进电机的出货量约为6500 万台,其应用领域为:信息设备73.0%,娱乐设备11.5%,产业设备9.5%,汽车电装3.0%,家电及居住设施3.0%。

  PM 步进电机因其用途广泛、成本与精度相对均较低的特性,其全球使用量和需求量比HB 步进电机更为巨大。根据EMJ报告,2013-2015年,世界PM步进电机市场规模依次为128705万台、135243万台及142148万台,世界PM步进电机市场规模近5年不断增长。

  PM步进电机主要下游领域包括视听设备、PC 设备、数码相机、办公自动化设备(打印机、复印机、复合机)、空调(百叶驱动)、住宅设备(温水座便器、热水器、抽油烟机)、医疗设备、游戏机、安防设备、汽车应用(前照灯光轴调整,仪表,HVAC 等)等。

  2015年,日本厂商约出货PM 步进电机88548 万台,从应用领域来看,信息设备占据最大份额,达到75.7%,其次是数码音像领域,为9.7%,汽车为6.3%、家电居住设施为5.2%、工厂自动化等为1.5%、其他领域为1.6%,其中,数码相机和光盘驱动器(ODD)市场是PM步电机两个最主要应用领域,日本厂商在这两大领域均遥遥领先。

  此外,值得注意的是,日本在全球打印机出货份额中占据很大比重。据IDC消息,2015年日本最主要的三家打印机生产商(Rich, Konica Minolta, Canon)约占全球市场份额33.4%,因此日本PM步进电机应用领域中信息设备的75.7%份额相对全球而言较高。

  近几年,PM 步进电机下游应用领域变化的趋势表现为,住宅设备、医疗设备、游戏机、安防设备、汽车应用等所占比例正持续扩大,尤其是汽车应用正在迅速增长。

  我国步进电机在全球市场中总体而言竞争实力较弱,一方面表现为专业从事步进电机业务的生产企业较少,大多数是在开展其他电机业务的同事从事步进电机业务,主要是中低端产品。另一方面是我国步进电机企业发展极不均衡,两极分化较为明显,处于高端地位为极少数,绝大多数尚处于低端领域。

  深圳前瞻产业研究院的预测,2017-2022 年,我国步进电机制造行业市场规模将维持7~13%左右的年增长速度,预计2020年我国步进电机市场规模将超过270亿人民币。其中,工业自动化领域,年均增速将保持在20%以上;办公自动领域市场规模年增长速度保持在0-10%之间;印刷设备制造领域,维持在6~10%的水平;而对于家用电器制造领域而言,增速将会放缓;从中长期而言,数控机床行业产量将会有所回升,因此应用在数控机床的步进电机数量将有所提高。

  进出口方面,我国步进电机产品进出口数量均呈逐年增长态势,但高端步进电机仍主要依赖进口。随着国外制造业向我国加速转移和国内步进电机科技进步,深圳前瞻研究院认为,我国步进电机制造行业出口额潜力巨大,预计未来几年,我国步进电机出口方面将维持年增速10%以上的逐年增长态势,但进口额将可能出现逐年下降趋势。

  步进电机应用领域十分广泛,其中占比最大的办公自动化应用增长趋缓,由于产业链关系,这部分市场主要也是集中在日本厂商手中。步进电机诸多其他应用领域因技术革新而不断深化、产生新的需求,如工厂自动化、安防市场等,另外新兴及高端应用领域如3D打印、汽车应用、太阳能发电等增长加快,因此下游应用领域结构也正不断发生着变化。

  步进电机在工厂自动化领域的应用包括工厂自动化生产设备(包括工业机器人)、柔性化输送设备(包括AGV)、智能监控系统、数字化管理系统等。由于步进电机具有相应速度块、可靠性高、开环控制、结构简单等特点,因此在工厂自动化领域优势明显,随着中国制造2025等政策不断提出,工厂自动化进程将持续加快,这也为步进电机带来了巨大的需求空间。

  具体来看,目前步进电机在工厂自动化应用包括纺织机械、食品包装机械、运动控制设备、电子制造加工设备等领域。其中纺织机械是近十年步进电机进入的第一个行业,步进电机可以用于针织、纺织、缝制等诸多设备中。食品包装机械行业目前正加快进口替代,未来国产设备占比将进一步提高。

  步进电机在医疗仪器设备中的应用同样十分光粉,而且正不断深化,应用设备包括棱镜分光单色器、自动生化分析仪、自动稀释器、胰岛素泵、呼吸设备、血液检测设备、眼科检测设备、人工偷袭设备等。医疗仪器设备将使用更多定位精度高、易于速度控制的步进电机。

  根据欧盟医疗器械委员会的统计,2011年全球医疗器械市场销售总额已达4353亿美元,根据EvaluateMedTech的统计预测,2020年全球医疗器械市场将达到5140亿美元。目前全球医疗器械市场主要在美国、欧盟和日本等国家,其中美国是全球第一大医疗器械市场,同时也是全球最大的医疗器械生产国,全球医疗器械的48%由美国生产。

  医疗器械在我国也得到了快速发展,根据中国产业信息数据,我国医疗器械市场销售规模从2001年的179亿元迅速增至2014年的2556亿元,年均复合增长率22.69%。我国目前已发展成为全球第三大医疗器械市场,未来空间十分广阔。

  汽车用微电机包括了直流电机、PM步进电机、PM直流电机等,一般经济型轿车大约配置20台以上的微电机,而高端豪华车配置微电机较多,可以达到50台以上。未来随着自动驾驶、车载通信系统、娱乐系统等不断发展,汽车用微电机需求将持续增长。按照每年全球汽车生产量8500万辆、中国2000万辆,平均每辆配备30台微电机计算,全球每年需求汽车微电机数量为25.5亿台、中国6亿台。

  PM步进电机属于汽车用微电机的一种,目前在汽车中的大范围使用还处于初步阶段,PM步进电机具有抗电磁干扰、低能耗、高性能等特点,近年在汽车行业的应用正日益增多,并且已开始有替代传统汽车用直流有刷电机的趋势,如果按照30%的替代率计算,全球和中国需求汽车用PM步进电机大约分别为7.6亿、1.8亿台。

  具体应用上,以国内龙头鸣志电器为例,公司PM步进电机的汽车应用领域有尾气控制和AFS(自适应转向大灯系统),HB步进电机和无刷电机的汽车应用领域有SCR(选择性催化还原法)和EPS(电力助力转向系统)。

  3D打印是专业打印机设备中快速成长的一种,根据Frost&Sullivan 发布的数据,2013 年全球3D 打印市场规模约40 亿美元,预计2017 年则上升至50亿美元,此后3D 打印市场将维持近20%增长率,到2021 年,3D 打印市场规模将达到近110 亿美元。

  3D 打印设备中将广泛使用HB 步进电机来实现自动控制,重要作用是带动3D打印机中Z轴的转动,而Z轴上的旋转带动机器机头处于上升模式,从而就会产生层厚状态。根据目前的设计构造,一台3D 打印机须配备4 台HB 步进电机。3D 打印对HB步进电机的需求巨大。

  在安防行业中,步进电机广泛用于安防设备中摄像头的控制,近年来,全球安防市场始终以两位数以上的增长率高速增长。2015年全球安防行业增速预测将达到11%以上,至2017年,全球安防市场规模有望达到1700亿美元。目前,全球最大的安防市场是北美,其他主要分布地域是欧洲、中东和亚洲等地区。据前瞻产业研究院统计,我国安防行业市场规模从2007年的1400亿元增长到2014年的4300亿元,行业复合增长率超过17%。,截至2016年,我国安防市场规模已接近5500亿元,安防行业的高速增长也为步进电机带来强劲的需求。

  步进电机在太阳能发电设备中同样广泛运用,例如在塔式太阳能热发电方案中,定日镜群通过计算机控制自动跟踪太阳,其定日镜X、Y轴控制就由步进电机实现,此外,太阳能光伏发电中聚光镜和光伏板的X、Y轴亦由步进电机控制。预测表明, 50MW太阳能热发电需要使用36万台步进电机, 100MW太阳能光伏发电则需要使用40万台步进电机,因为太阳能发电设备对于步进电机的需求潜力巨大。

  随着步进电机的应用领域不断扩展与深化,单纯步进电机销售已经越来越不能满足市场需求,步进电机与步进电机驱动器一体化构造成为趋势,电机与驱动器集成化产品、混合产品、系统级步进伺服产品正不断被设计出来。

  如步进伺服产品是步进电机领域一个创新的革命,在步进电机中完美融入伺服控制技术,创造了一个性能优异、功能全面的独特产品,能够提供精确的位置及速度控制,可以广泛应用于自动化控制各领域,其特点包括多种控制模式、全闭环、低发热/高效率、高速响应、大力矩等。

  运控控制方法中,步进运动控制技术是唯一可以在开环情况下运行的,不需要位置反馈,这也使得步进电机系统要比伺服电机系统简单得多、成本也更低,因而在很多速度要求不高、定位精度要求较高的运动应用中需求大量的步进电机系统。

  如电动滑台便是步进电机在运动控制系统中的应用之一,电动滑台是工业自动化领域中能够实现直线运动的一种传动装置,工业上又常称为电缸、线性模组等,其使用范围广,安装方便,精度高,被广泛运用于机械电子、包装、焊接、纺织、印刷及医疗等多个行业,市场空间非常广泛。

  根据日本EMJ数据,全球HB步进电机市场集中度很高,前五大生产商依次为日本信浓、日本美蓓亚、日本电产、中国鸣志电器和日本山洋电气,前五名市场份额约占全球市场的70%以上。2011-2015 年,其中我国鸣志电器占全球市场份额的8%以上,HB步进电机全球市场份额排名第四,是近十年内唯一改变HB 步进电机全球竞争格局的新兴企业,打破了日本企业对该行业的垄断。

  另外,目前日本HB步进电机生产有向其他国家转移的趋势。2015 年,日本国内只生产少量步进电机,在承接日本厂商HB 步进电机的制造转移份额中,各国比例分别为中国(36.5%)、泰国(33.6)、越南(13.0%)、印尼(2.1%)。

  因成本及应用范围特性, PM 步进电机同样应用领域广泛,PM 步进电机与HB 步进电机在较多领域相互配套。全球PM 步进电机生产商中,日本生产商仍占据主要地位。

  日本PM步进电机同样具有向其他国家转移的趋势,2015 年,日本厂商向其他国家进行PM步进电机制造转移的国家中,各国所占比例分别为中国(27.7%)、越南(26.1%)、泰国(24.8%)、印尼(9.8%)、柬埔寨(3.4%)、菲律宾(1.6%)、马来西亚(0.6%)等。

  目前全球步进电机市场中,由于最大下游应用办公自动化日本企业集中度较高,使得信浓、美蓓亚、日本电产三协等上游步进电机企业占据了全球较大市场份额。

  日本信浓成立于1918 年,是全球领先的精密电机制造商,主要产品为步进电机、直流无刷电机等。产品用于汽车、医疗器械、安防、数字化办公设备、电信、机器人、工厂自动化等领域。日本信浓的步进电机应用领域主要集中在办公自动化、工厂自动化及消费类电子。

  美蓓亚成立于1951 年,其主打产品为精密滚珠轴承、各种微型电机、轴流风扇、LCD 背光源等,产品广泛用于国防、航天航空、汽车、IT、家电、办公设备等行业。美蓓亚的步进电机应用领域主要集中在办公自动化。

  日本电产三协有限公司(NIDEC SANKYO CORPRATION)成立于2005年,是三协精机制作所(日本上市公司)100%的外商投资企业。公司的经营范围为:生产销售磁性、ic卡读卡机、记录仪用的敏感元器件、传感器及光电子器件、家电、住宅设备、汽车、电脑、dvd、数码相机、工业机械的电动器具及零部件,生产销售液晶显示器、半导体器件以及电子设备的制造专用设备及零部件。

  日本电产伺服(Nidec Servo)成立于1949年,主要进行民生用和工业用马达(无刷、步进、西洛克风扇)、传感器以及马达应用产品的开发、制造、销售。

  日本东方马达株式会社成立于1950 年。东方马达经营精密小型电动机以及控制用电子回路等的开发、制造、销售,主要产品有AC 小型标准电机、调速电机、步进电机、AC 伺服电机、控制器等。日本东方马达是全球HB 步进电机企业的标杆,产量不大,但产品技术含量高,附加值大,其应用领域主要集中在运动控制器、数控机床。

  山洋电气成立于1936 年。山洋电气产品主要应用于医疗设备、信息通信、机械、环保、家庭自动化及能源转换六个领域,其电机类产品主要有伺服系统、运动控制产品、闭环步进系统、驱动器内置步进电机、直线驱动步进电机、控制器、驱动装置等。山洋电气步进电机应用领域主要集中在工厂自动化、办公自动化、专业打印机和通信设备。

  公司是近十年来唯一改变HB步进电机全球竞争格局的企业,公司先后收购了AMP公司和Lin Engineering,AMP公司在步进电机及控制系统、伺服电机及控制系统、运动控制器等领域居于全球前列,Lin Engineering0.9度高端步进电机主要应用在生物医疗仪器设备、高端安防监控设备、航空航天电子设备等高端领域,公司通过外延与内生并重的方式积极布局高端细分领域,预计将为公司带来高速增长。未来将凭借高端应用细分领域的积极布局获得高速成长,全球市场份额将进一步提升。

  德昌电机控股(成立于1959 年。德昌电机是驱动子系统,包括电机、螺线管、开关和柔性连接器的国际领先制造商,电机主要产品有直流电机、直流无刷电机、交流电机、步进电机、汽车驱动器等,产品广泛应用于汽车、楼宇自动化及安保、商务设备、国防及航天、家用设备、暖通空调、工业设备、医疗器械等领域。德昌电机控股的步进电机产品为PM 步进电机,其应用领域为主要为汽车领域。

  公司是全球家用电器微特电机产品及智能化组件制造行业的领先企业,总部位于中国常州,拥有常州新北研发中心和常州新北、常州武进、常州钱家三个制造基地,年电机出货量约1.6亿台,目前公司产品在家用电器行业已经具有较高的影响力,并持续推进在汽车零部件、工业、运动健康等多领域的协调发展,主要客户包括格力、美的、海尔等。

  常州市运控电子股份有限公司成立于1999年,主要产品为步进电机、无刷电机、伺服电机及驱动控制器。目前公司主要产品广泛运用于工业自动化、纺织机械、印刷、办公自动化、医疗器械、舞台灯光、公共安全、信息传输等领域。公司与国内著名大中型企业保持长期稳定的合作关系,并且产品远销美国、德国、瑞典、英国、新加坡、奥地利、印度、意大利、韩国、以色列等国家及台湾地区。

  中国制造正加速崛起,国内优质企业一直在改变着世界制造业格局,打破步进电机行业日本企业的垄断便是最有力的证明之一。未来步进电机应用领域将更加深化、新兴及高端细分市场的高速增长、一体化构造等行业趋势有望继续为国内优质企业带来更大的机遇,。首推首推在高端领域和一体化方面有先发优势的鸣志电器(603728.SH),其他受益标的包括德昌电机控股(、江苏雷利(300660.SZ)等。

  首推鸣志电器。公司是近十年来唯一改变HB步进电机全球竞争格局的企业,公司上市前先后收购了AMP公司和Lin Engineering,完成步进电机控制系统及高端步进电机领域布局,上市后除募投项目外,公司拟再以自有资金在太仓建立智能制造产业基地、拟收购国内第二的HB步进电机生产商运控电子等,未来公司将凭借新兴及高端应用细分领域的积极布局获得高速成长,全球市场份额将进一步提升,给予增持评级。

  1)步进电机新兴及高端应用领域增长不及预期。步进电机下游应用领域广泛,新兴及高端应用领域增长存在一定不确定性。

  2)步进电机技术研发进度不及预期。步进电机行向着一体化构造、运动控制系统发展的趋势,这些需要研发技术进步,因而存在不确定性。返回搜狐,查看更多

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