空心杯电机是一种无铁芯转子结构的直流电机。和传统直流电机相比,空心杯电机省去铁芯作为支撑结构,靠空心杯状的线圈绕组与连接板、主轴等共同组成转子或者定子。一、空心杯电机定义及分类
空心杯电机是微特电机的一种,属于直流永磁的伺服控制电机,其在结构上突破传统电机的定转子结构形式,采用了无铁芯定/转子,这种新颖的定转子结构彻底消除了因铁芯形成涡流而造成的电能损耗。
空心杯电机可分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机。有刷主要结构为定子+ 转子+电刷,永磁体为定子,电刷与换向器不断接触摩擦,在转动中起到导电和换相作用,容易产生火花。无刷主要结构为定子+转子,永磁体为转子,没有电刷,换向通过霍尔效应传感器、编码器或旋转变压器完成。
二、空心杯电机行业发展政策
空心杯电机具有高功率密度的优势,还具有效率高、转速快、响应快等特点,对应还带来良好的节能效果、动力性能、控制性能等。近年来,国家大力推动推动工业电机发展。例如,2023年8月,工信部等部门印发《机械行业稳增长工作方案(2023—2024年)》,提出着力提升产业基础能力,突破系统控制、液压等关键核心技术和零部件,补齐产业发展短板。
三、空心杯电机行业发展现状
1.全球空心杯电机市场规模
随着工业技术飞速发展及下游需求不断增加,全球空心杯电机行业市场规模持续不断扩大。中商产业研究院发布的《人形机器人系列专题之中国空心杯电机产业链全景与机会洞察专题研究报告》显示,2023年全球空心杯电机市场为8.1亿美元,中商产业研究院分析师预测,2024年全球市场规模达到8.7亿美元,2028年将增至11.9亿美元。
2.中国全球空心杯电机市场规模
空心杯电机是机器人灵巧手核心部件,近年来,空心杯电机产业蓬勃发展,市场规模不断扩大。中商产业研究院发布的《人形机器人系列专题之中国空心杯电机产业链全景与机会洞察专题研究报告》显示,2023年中国空心杯电机市场为2.9亿美元。中商产业研究院分析师预测,2024年中国市场规模达到3.2亿美元,2028年将增至4.7亿美元。
3.全球空心杯电机区域市场结构
中国空心杯电机市场规模较大,市场规模占比34.8%。欧洲空心杯电机市场规模占比25.85%。
4.空心杯电机竞争格局
海外头部企业历史积淀悠久,技术积累深厚,行业地位较高。2022年全球空心杯电机CR5为67%,前五名企业包括 Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及 Nidec Copal Corporation。空心杯电机市场集中度高,以海外三大家为主的企业占据主要市场份额。
5.空心杯电机下游应用领域
空心杯电机产品目前已经在医疗领域内如仿生义肢、外科手术机器人等场景发挥着重要作用,同时也应用在对于重量、寿命要求较高,性能转速要求较低的电动工具场景,以及精度、可靠性、控制要求极高的工业自动化等场景。