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但好消息是，随着电机市场规模不断扩大，不少发达国家的电机制造者都开始向中国转移。电机产业结构逐渐发生改变，对于国内厂商而言，这既是一种挑战，也是一个机会。

电机是轮船的心脏，而心脏质量则由电机转速决定。我国拥有诸多电机生产商，不过，其中大多数企业都只能生产每分钟3000转的普通船用电机。而高速电机则长期被海外厂商垄断，西门子和ABB便是其中领导者。

国产电机隐形冠军

但好消息是，随着电机市场规模不断扩大，不少发达国家的电机制造者都开始向中国转移。电机产业结构逐渐发生改变，对于国内厂商而言，这既是一种挑战，也是一个机会。

而据齐鲁网报道，国内已经有厂商成功抓住发展机遇，实现高速电机自产、自研。这家公司便是德州恒力。

公开资料显示，德州恒力的前身为德州电机厂，始建于1966年，经过五十多年发展。德州恒力已经成为国内最大的船用电机制造企业之一，目前共拥有500多名员工。虽然消费市场知名度不是很高，但在轮船电机行业却名声斐然，堪称是国产电机赛道的隐形冠军。

据介绍，高速电机多用于航空航天领域，德州恒力此前并没有涉猎。公司从2018年开始攻关高速电机产品，之所以仅用三年时间就实现了零突破，在笔者看来，原因主要有两点：

第一是当地政府全程支持，2018年，山东加速新旧动能转换，以德州恒力为代表的专精特新企业，不断获得政策支持和相关部门扶持，技术和规模都借此机会实现了快速进步。

第二是企业重视技术研发，不遗余力技术攻坚。在过去三年时间里，德州恒力每年研发投入都占到总营收的7%，这在工业制造企业中，是非常高的比例。

得益于源源不断地投入，德州恒力技术快速升级。目前公司已经研制出每分钟80000转的高速电机，成功填补我国在高速电机领域的空白。

不仅如此，根据德州恒电特种电机部部长介绍，德州恒力电机与同功率电机相比，重量只有其他电机的八分之一，体积仅为十分之一，但输出效率却胜于竞品，达到95%。

抢回85%中国市场

随着产品不断升级，德州恒力逐渐掌握细分电机市场主动权，官方资料显示，德州恒力电机在船用市场份额占比已经超过85%。

高速电机设计、生产能力，不仅让我国相关产业不再受海外企业掣肘，也让德州恒力公司获得更多发展机遇。

事实上，普通电机市场当前已经饱和，各大厂商为争抢份额，都在压缩产品价格。普通电机的生产利润，微乎其微。

相比之下，高速电机市场则可视为一片蓝海。而且，由于高速电机有较高的入门门槛，所以拥有技术优势的德州恒力也不会有太大的竞争压力。

在国产替代浪潮下，德州恒力作为少数几个掌握高速电机生产技艺的企业之一，有望快速取代海外品牌，获得更高市场影响力。

当前正是制造业技术升级换代的关键节点，德州恒力的成功经历，给不少企业都指出了一条明路。只要重视研发，吸引高端人才，借助相关部门帮助，其实技术攻坚并不会太难。

高速电机国内外发展现状

1、高速感应电机

感应电机转子结构简单、转动惯量低，并且能够在高温和高速的条件下长时间运行，因此感应电机在高速领域应用比较广泛。

目前，国内外高速感应电机中，功率最大的为15MW，其转速为20000 r/min，为ABB公司2002年研制，采用实心转子结构。高速感应电机速度最大的是由Westwind Air Bearings研制的，转速为300000 r/min，其功率为200 W，用于PCB钻床主轴。同样，国外还实现了功率为10kW，180000r/min转速的高速感应电机用作测试电机。

国内的研究相对落后，其中沈阳工业大学、重庆德马电机、海军工程大学、浙江大学等研究单位对高速感应电机开展了许多研究工作。

重庆德马电机研制了100kW、25000r/min高速感应电机。沈阳工业大学对功率为280kW、转速为12000r/min，线速度为132m/s，采用普通叠片结构的高速感应电机进行了相关研究。海军工程大学对 2.5 MW的高速感应电机开展了相关研究等等。

2、高速永磁电机

永磁电机由于其效率和功率因数高及转速范围大等优点，在高速应用领域备受青睐。相对于外转子永磁电机，内转子永磁电机具有转子半径小及可靠性强的优点，成为高速电机首选。

目前，国内外高速永磁电机中，功率最大的高速永磁电机，是美国研究的，功率为8MW，转速15000r/min，为面贴式永磁转子，保护套采用的是碳纤维，冷却系统采用风冷水冷结合的方式，用于与燃气轮机匹配的高速电机。

瑞士的苏黎世联邦理工学院设计了最高转速的高速永磁电机。参数为500000 r/min，功率为1kW，线速度为261m/s，采用合金保护套。

国内对高速永磁电机的研究主要集中在浙江大学、沈阳工业大学、哈尔滨理工大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、南京航空航天电机、东 南 大学、北京航空航天大学、江苏大学、北京交通大学、广东工业大学、南车株洲电机有限公司等。

他们对高速电机的设计特点、损耗特性、转子强度与刚度计算以及冷却系统设计与温升计算等方面开展了相关的研究工作， 并制作了不同功率等级和转速的高速样机。

沈阳工业大学与江苏航天动力机电有限公司合作，已研制了1120 kW、18000r/min 的高速永磁电机，如图所示，该电机采用面贴式永磁转子结构，转子表面线速度为180m /s，采用碳纤维保护措施。

此外，浙江大学对2.3 kW、150000 r /min的高速永磁无刷直流电机的保护措施、涡流损耗开展了深入研究；东南大学对功率600 W，转速20000r/min的高速永磁电机进行了研究；广东工业大学对0.6 kW，200000 r /min的高速永磁无刷直流电机进行了理论分析等等。

但国内对高速永磁电机的研制多集中在500kW以下的中小功率和中低转速阶段，对大功率尤其是兆瓦级和超高转速永磁电机的研究还较少。高速永磁电机有面贴式(SPM)和内置式(IPM)两种转子结构。除少数采用内置式转子结构外，其余多采用面贴式永磁转子结构。

3、开关磁阻电机

开关磁阻电机以结构简单、坚固耐用、成本低廉以及耐高温等优点而备受瞩目， 在高速领域的应用日益广泛。

高速开关磁阻电机目前可达的最大功率为250kW，转速22000r /min,最高转速为200000r /min，功率1kW。

南京航空航天大学、北京交通大学、华中科技大学等对高速开关磁阻电机开展了相关研究工作，其中南京航空航天大学研制了1 kW，130000 r /min的开关磁阻电机。

我国在高速电机方面的研究起步较晚，与先头部分还有些实力差距，那么我国就没有拿得出手的船舶动力系统吗？其实不是，下面小编要说的这项技术实力直接碾压欧美，世界第一！

国之重器——中压直流综合电力系统

传统的船舶动力系统推进方式是利用内燃机或核动力汽轮机直接带动，就像汽车的发动机一样直接带动轴承和链条运动。而综合电力系统是利用发动机（柴油机/汽轮机）带动发电机发电，之后经变频器把电流输送到船身的各个系统之后中，从而驱动螺旋桨的推进。总的来说，就是将船舶当做一个小型发电厂，发电机发电之后，通过系统直接分配电量，使各个装置快速运转，十分的高效节能。

我国的中压直流综合电力系统具有体积重量小、噪音少、环保高效等特点。日本人曾经嘲笑我们的核潜艇噪音大，狂言称只要我们的核潜艇一离开港口，他们就能发现，并且称呼我们的核潜艇为“海底拖拉机”。但是现在，我国的核潜艇静音效果得到极大的提升，就算是靠的再近，恐怕很难被发现。而这种变化都是由中压直流综合电力系统所带来的。

而且相较于传统的船舶电力系统，中压直流综合电力系统使船舶的结构更精简。因为传统的船舶电力系统都要将化学能或者核能转化成电能来驱动船舶前进，因此在船舶的传动装置繁多、存在整流单元，变压器等等结构，检修、驱动十分不灵活。而使用中压直流综合电力系统的船只，可以直接输出电流带动螺旋桨推进，因此中间的很多装置都可以省去，整个船舶可以轻装上阵，船舶驱动。转向更灵活，检修也方便多了。

实际上，在二十世纪初，欧美国家就开始研究综合电力系统，当时率先应用于潜艇与救难舰等特种船舶，但是由于电力技术不发达、不成熟，导致系统动力不足、船舶体积庞大难以护理，从而发展缓慢。到二十世纪80年代，随着半导体技术、交流调速理论等技术的发展，船舶电力系统的可靠性、机动性、动力等方面得到了极大的提升。当时的发展方向有两个，一个是直流发电系统、另一个是交流发电系统，为了稳妥起见他们选择了交流发电系统。

我国的综合电力系统研究虽然晚于欧美等国，但我们后来居上，成功地领先了美国几十年。为什么这么说呢？因为我们的综合电力系统是直流，而他们的是交流。他们的中低压交流综合电力系统研究虽然起步早，但是存在很多的缺点，比如说体积重量大、系统效率不高、供电连续性不强等等。反之，我国的中压直流综合电力系统，不仅实现了船舶的轻装上阵，而且更灵活、更高效、续航能力得到大幅提升。因为在各个方面都碾压美国的电力系统。二者同为电力系统为何会有这样的差异呢？

区别在于两个词，“交流”与“直流”，交流电有周期性变化，不稳定。而直流电，是一种恒定电流，稳定性强。因此在输送时，直流电更方便，船舶的动力装置更简单，不需要配备变压器，对发动机的调速性能要求低，所以在船舶的整体性能方面碾压美国。

文章来源：你好科普，洞见新商业，前瞻情报部

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