Китайские асинхронные машины: технологии и тренды? 

Когда слышишь ?китайский асинхронный двигатель?, первое, что приходит в голову многим – это ?дешево и сердито?, массовый ширпотреб для простых задач. Но это уже давно не так, если вообще когда-то было полностью правдой. За последние лет десять картина изменилась кардинально. Да, сегмент простых общепромышленных моторов по-прежнему огромен и конкурентен до жестокости, но настоящая история разворачивается в другом месте – в адаптации, специализации и, как ни странно, в постепенном движении к интеллекту. Сейчас уже мало просто сделать надежный двигатель по ГОСТ или МЭК, клиенты, особенно те, кто интегрирует оборудование, хотят большего: чтобы двигатель ?понимал? систему, в которую его ставят.

От ?железа? к системе: как изменился подход

Раньше все упиралось в технические характеристики на бумаге: КПД, cos φ, пусковой момент, класс изоляции. Сейчас эти параметры – must have, база. Разговор начинается с вопросов: ?А у вас есть опыт работы с частотниками такой-то марки??, ?Как поведет себя двигатель при длительном работе на 15 Гц с полным моментом??, ?Можно ли встроить датчики температуры прямо в обмотку, а не крепить снаружи??. Это уже вопросы системной интеграции.

Яркий пример – история с одним нашим проектом для конвейерной линии. Заказчик из СНГ купил итальянскую линию, а моторы на замену и расширение искал здесь, в Китае. Мы предложили, казалось бы, полный аналог по каталогу – мощность, габариты, монтажные размеры. Но после полугода работы начались проблемы с подшипниками на двух двигателях. Разбираемся. Оказалось, в оригинальной линии использовался векторный контроль от частотника с очень высокой несущей частотой ШИМ, что вызывало паразитные токи на валу. Итальянские двигатели имели специальный изолированный подшипник или токосъемный щеточный узел, а наши – нет. Пришлось оперативно переделывать конструкцию узла подшипника. Теперь для любого ?частотного? применения мы сразу уточняем этот момент. Это та самая ?начинка?, которая не видна в каталоге, но критична на практике.

Отсюда и главный тренд: двигатель все реже поставляется как отдельное изделие. Он поставляется как часть решения. И китайские производители, особенно те, кто работает на внешний рынок, это быстро осознали. На первый план выходит не завод, штампующий миллионы штук, а инжиниринговая компания, способная модифицировать асинхронный двигатель под задачу. Вот, например, взять SICHUAN YIBIN LIYUAN ELECTRIC MACHINERY CO.LTD (https://www.liyuandj.ru). Они не просто производители, они из тех, кто начинал как назначенное предприятие по спецдвигателям еще в 1965 году. У таких компаний в архивах чертежей и накопленных решений – целое состояние. Им проще сделать мотор для экскаватора, работающий в режиме частых пусков/остановок с ударными нагрузками, потому что они это уже делали для своих внутренних заказчиков. Их сайт – это не просто каталог, там видно, что они ?заточены? под нестандартные задачи.

Материалы и КПД: за пределами IE3

Вся гонка классов энергоэффективности (IE1, IE2, IE3, IE4) для Китая стала мощнейшим драйвером. Достичь IE3 для серийных моторов – сейчас практически стандарт для любого уважающего себя завода. Но как этого добиваются? Тут пути расходятся.

Первый путь – самый прямой: больше меди, лучше сталь, точнее воздушный зазор. Это увеличивает стоимость и вес, но дает надежный результат. Второй путь – оптимизация магнитной цепи с помощью сложного моделирования, улучшение формы паза, обдува. Это требует серьезного софта и компетенций. Многие крупные заводы пошли по гибридному пути. Видел в цехах у одного поставщика из Чжэцзяна, как они для ответственных заказов собирают статор на автоматической линии, где каждый виток укладывается с контролем натяжения. Это снижает риск микроскопических повреждений изоляции, которые могут проявиться только через годы.

Но есть и подводные камни. Стремление к высокому КПД иногда приводит к неочевидным проблемам. Например, двигатели с улучшенными характеристиками (высоким КПД) часто имеют меньший пусковой момент. Для насосов и вентиляторов – нормально. А для дробилки или мешалки с тяжелым пуском – катастрофа. Приходится объяснять заказчикам, что ?более эффективный? не всегда значит ?более подходящий?. Иногда старый добрый двигатель с классом IE2, но с высоким пусковым моментом, будет работать лучше и дольше в конкретной установке, чем навороченный IE4. Это и есть та самая практика, которой нет в брошюрах.

Специализация как ключ к выживанию

Рынок стандартных двигателей – это красный океан. Поэтому умные игроки уходят в ниши. Взрывное развитие в Китае получили двигатели для ?зеленой? энергетики. Не только для ветряков (там чаще синхронные), а, например, для биогазовых установок, где требуется стойкость к агрессивной среде. Или моторы для погружных насосов нефтянки, которые должны годами работать на глубине в несколько километров.

Одна из самых интересных ниш – моторы для электромобилей. Да, там в основном бесколлекторные, но вспомогательные агрегаты: компрессоры кондиционера, помпы охлаждения – часто используют именно асинхронный привод за его надежность и простоту управления. Требования здесь космические: вибростойкость, работа в широком диапазоне температур, минимальный уровень шума. Китайские производители, сотрудничая с местными автогигантами, научились делать такие вещи на очень достойном уровне.

Еще один пласт – модернизация старых производств. Часто приходит запрос: ?У нас стоит советский двигатель АИР 160М4, но его уже нет, нужна замена с такими же фланцами и высотой вала?. Или нужен двигатель для старого немецкого станка. Универсальные каталоги тут не помогают. Нужно либо иметь огромный парк оснастки (как у того же Лиюань Электрик с их историей с 1965 года), либо быть готовым на быструю и недорогую доработку. Китайские цеха с их гибкостью здесь в выигрышной позиции. Мелкосерийная или даже штучная адаптация – это их стихия.

?Умные? функции: необходимость или маркетинг?

Сейчас модно говорить про ?умные? двигатели с IoT. Встроенные датчики вибрации, температуры, передача данных по Bluetooth. С одной стороны, это безусловное будущее для ответственных установок: насосных станций, вентиляционных систем ЦОД. Возможность предсказать отказ подшипника по изменению спектра вибрации – бесценна.

Но с другой стороны, для 80% применений это пока избыточно и лишь удорожает продукт. Чаще выигрывает гибридный подход: двигатель проектируется с ?закладными? элементами – посадочными местами под стандартные датчики, клеммной коробкой увеличенного размера для размещения модуля связи. А сам модуль ставится опционально, по желанию заказчика. Это разумно.

Главная проблема ?умных? решений от китайских производителей – часто это не собственная разработка, а интеграция сторонних датчиков и плат. Возникают сложности с совместимостью, калибровкой, ПО. Надежнее пока выглядит схема, где двигатель поставляет один завод, а систему мониторинга – другой, специализированный. Но тренд на интеграцию очевиден, и те, кто научится делать это стабильно и просто, захватят новый сегмент рынка.

Что в итоге? Взгляд вперед

Итак, куда движется отрасль? Китайские асинхронные двигатели уже не догоняют, а в некоторых сегментах задают тренды. Основные векторы: глубокая специализация, проектирование под систему (а не под каталог), разумная ?интеллектуализация? без излишеств и, как ни банально, постоянная работа над надежностью на уровне материалов и процессов.

Самый большой потенциал, на мой взгляд, лежит в области синергии с производителями частотных преобразователей. Когда двигатель и ПЧ проектируются или, как минимум, тестируются в паре, это дает колоссальный выигрыш в производительности и сроке службы всей приводной системы. Некоторые альянсы уже видны на рынке.

Для покупателя из СНГ это открывает новые возможности. Уже не нужно выбирать между ?дорогим и надежным? европейским и ?дешевым и рискованным? китайским. Появился большой средний сегмент: технически продвинутые, адаптируемые под задачу двигатели по конкурентной цене. Ключ – найти не просто поставщика, а партнера-производителя с инжиниринговыми компетенциями. Как те, кто прошел путь от государственного спецзавода до современного предприятия, ориентированного на экспорт. В этом и есть главный сдвиг.