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机械设备/行业深 度分析 报 告/2023.08.09 请阅读 最后 一页 的重 要声 明！空心杯电机行业深度研究报告 证券研究报告 投 资评 级:看好(维持)最近 12 月市场表现 分 析师 佘炜超 SAC 证书编号：S0160522080002 分 析师 刘俊奇 SAC 证书编号：S0160523060002 联 系人 孟欣 相关报 告 1.丝 杠 行 业 深 度 研 究 报 告 2023-07-28 2.机 器 人 行 业 深 度 报 告 2023-07-12 3.光 伏 铜 电 镀 产 业 化 进 程 渐 行 渐近，值得 期待 2023-06-02 外 资 占据 主 导地 位，人 形 机器 人 打开 成 长空间 核 心观 点 空 心 杯电 机采 用 无铁 芯转子，性能 远超 传 统电 机。空 心杯 电 机 是 一 种采用 无 铁 芯 转 子 的 直 流 永 磁 伺 服 控 制 电 机，空 心 杯 电 机 通 常 尺 寸 较 小，直 径 不超过 40mm，也 可 归 类 为 微 型 电 机。根 据 换 向 方 式 的 不 同，空 心 杯 电 机 可 分为 有 刷 空 心 杯 电 机（空 心 杯 电 机 Coreless Motor）和 无 刷 空 心 杯 电 机（无 齿槽电机 Slotless Motor）。空心杯电 机响应 速度快，具 有良好的 控制特 性和伺服性能。行业规模持续增长，欧企主导高端市场。根据 NTCysd 测算，2022 年全球空心杯 电机市 场规模 为 51.0 亿人民币，2028 年市场规 模将达 到 83.0 亿人民币。随 着 工 业 技 术 的 飞 速 发 展，下 游 厂 商 对 电 动 机 的 伺 服 特 性 不 断 提 出 更 高要 求，由 于 空 心 杯 电 动 机 避 开 了 有 铁 芯 电 动 机 的 多 种 技 术 弊 端，在 很 多 应 用场合拥有 不可替 代的地 位。根据 QY Research 数据，2021 年中国和欧洲 的空心杯市场 份额分 别为 34.8%、25.9%。根据立鼎 产业研 究网信息，全球 空心杯电 机 市 场 的 主 要 制 造 商 包 括 Maxon、Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technolgies 等公司，目前 这 四家顶级 制造商 占据了 市场 份额的 65%以上。海外厂商如 德国 Faulhaber 和 瑞士的 Maxon 等企业深 耕 行业多年，行业 地位较高。人 形机器人 创造巨大 需求，国内企业 迎来发展 契机。灵巧手 作为 机器 人的末端执 行器，从 3 指的 Stanford/Jpl 手到 DIST 手、UB 手、NASA 手、Shadow 手等，在学术 上已 经进行了 大量研 究，人 形机 器人灵巧 手对电 机功率密 度、体 积 等 要 求 较 高，空 心 杯 电 机 或 将 得 到 大 量 应 用。我 们 假 设 未 来 人 形机器人销 量达到 100 万级别 后空心杯 电机均 价为 800 元左右，假 设单个 人形机器人需 要 12 个空心 杯电 机，对应 人形机 器人所 需空 心杯电机 市场规 模约为96 亿元，这也 为空心 杯电 机创造了 更大的 市场。国内 具备空心 杯电机 量产化能 力 企 业 较 少，随 着 特 斯 拉 人 形 机 器 人 的 国 产 化，国 内 空 心 杯 电 机 将 有 望 切入 人 形 机 器 人 市 场。国 内 典 型 的 空 心 杯 制 造 商 包 括 鸣 志 电 器、鼎 智 科 技、禾川科技、拓邦股 份等。投资建议：空 心 杯 电 机 具 有 体 积 小、功 率 密 度 大、控 制 特 性 良 好 等 特 点，在 人 形 机 器 人 灵 巧 手 或 将 取 得 大 量 应 用。国 内 具 备 空 心 杯 电 机 量 产 化 能 力 企业 较 少，建 议 关 注 掌 握 编 码 器 技 术 与 电 机 制 造 技 术、具 备（或 可 能 具 备）自动 化 生 产 能 力 的 企 业。重 点 公 司 包 括 鸣 志 电 器、鼎 智 科 技（江 苏 雷 利 子公司）、禾 川科技、伟创 电气、拓邦股 份等。风险提示：特 斯 拉 人 形 机 器 人 量 产 进 展 不 及 预 期，国 产 化 替 代 进 展 不 及 预期，制造 业景气 度恢复 低于 预期。-17%-13%-8%-4%0%4%机械设备 沪深300 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业深度分析报告/证券研究报告 表 1：重点公司投资评级:代码 公司 总市值（亿元）收盘价（08.09）EPS（元）PE 投资评级 2022A 2023E 2024E 2022A 2023E 2024E 603728 鸣志电 器 256.36 61.03 0.59 0.95 1.45 56.19 65.02 42.85 未覆盖 300660 江苏雷 利 94.03 29.66 0.99 1.11 1.46 23.57 27.38 20.79 未覆盖 688320 禾川科 技 54.74 36.25 0.65 1.08 1.60 72.00 34.04 23.00 未覆盖 688698 伟创电 气 59.06 32.65 0.78 1.13 1.56 26.55 29.01 20.89 未覆盖 002139 拓邦股 份 146.63 11.55 0.46 0.65 0.89 22.54 18.13 13.23 未覆盖 数据来源：wind，财通证券研 究所（未覆盖公司预测数据来自 wind 一致预期）YWBYyRqNoNnMqOmPtOsNrQaQdNbRpNqQsQnOiNmMvNiNoPpO8OrQsMNZqQrMMYsRqR 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 1 空心杯电机采用无铁 芯转 子，性能远超传统电 机.5 2 行业规模持续增长，欧企 主导高端市场.9 2.1 空心杯电机市场规模 持续 增长，灵巧手应用打 开想 象空间.9 2.2 空心杯电机行业的高 端市 场仍被欧企主导.10 3 人形机器人创造巨大 需求，国内企业迎来发展 契机.18 3.1 人形机器人将创造百 亿级 空心杯电机市场.18 3.2 国内主要空心杯电机 企业 介绍.19 4 投资建议.22 5 风险提示.22 图 1.空心杯电机结构示意 图.5 图 2.有刷空心杯电机结构.6 图 3.无刷空心杯电机结构.6 图 4.空心杯电机.7 图 5.传统有刷直流电机.7 图 6.三种空心杯电机线圈 绕制模型和实物图.8 图 7.绕卷式空心杯电机的 工艺流程.9 图 8.一次成型绕制过程示 意图.9 图 9.全球空心杯市场规模 预测（亿人民币）.9 图 10.2021 年全球空心杯 市场分布情况.10 图 11.无刷直流电机直径（mm）、最大连续扭 矩（mNm）和最大转速（rpm）.14 图 12.有刷直流电机直径（mm）与最大连续扭 矩（mNm）.14 图 13.DLR-II 灵巧手可精 确抓取鸡蛋.19 图 14.Gifu-III 灵巧手可抓我圆柱体.19 表 1.无刷电机和有刷电机 优劣 势对比.6 表 2.空心杯电机特点及优 势.7 表 3.Maxon 有刷 DC 电机产品矩阵.11 内 容目 录 图表目录 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 4 表 4.Maxon 无刷 DC 电机产品矩阵.12 表 5.Portescap 产品矩阵.13 表 6.Portescap 产品性能对比.13 表 7.FAULHABER 直流电机产 品类型概况.15 表 8.FAULHABER 直流无刷电 机产品类型概况.16 表 9.Allied Motion 直流无刷电 机产品类型概况.17 表 10.Allied Motion 直流有刷电 机产品类型概况.18 表 11.鼎智科技空心杯电机 产品 系列.20 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 1 空 心 杯 电 机 采 用无 铁 芯 转 子，性能 远 超 传 统 电 机 空 心 杯 电 机 是 一 种 采 用 无 铁 芯 转 子 的 直 流 永 磁 伺 服 控 制 电 机。空 心 杯 电 机 通常尺寸较 小，直 径不超 过 40mm，也可归 类为微 型电 机。空心 杯电机 主要由 后盖、接线端子、电 刷端盖、电 刷、换向器、杯形绕组（转子）、转轴、垫圈、滑 动轴承、外壳、磁 铁（定子）、法兰、定位 环组成。空 心杯电机的定 子由永磁 体、壳体和法兰组成。其中磁 体 通常采用烧结 钕铁硼材 料，并且磁体的 性能直接 影 响着电机的性能。空心杯电 机 磁体需要在径 向方向上 进 行磁化，因 此 圆环磁体 的 端面上设有槽，这 是它的显 著 特点之一。空 心杯电机 的 壳体提供了恒 定的磁场，从而有效地消除了 铁损耗。空 心杯电机产生 的转矩均 匀 分布，即使在 低速下也 能 保持平稳运行。在 高速运行 时，电机还能减 少振动和 噪 音的产生。电 机的转子 包 含绕组和换向器，绕组通过 一 组称为换向板 的连接件 连 接到轴上。线 圈在磁铁 和 外壳之间的气隙内 移动。电 机 的换向系统采 用贵金属 刷 片，有效降低 了电刷火 花 的产生，减 少了 电磁 辐射。图1.空心杯 电机 结构 示意 图 数据来 源：万泰 电器 官网，财 通证 券 研究所 根 据 换 向 方 式 的 不 同，空 心 杯 电 机 可 分 为 有 刷 空 心 杯 电 机（空 心 杯 电 机 Coreless Motor）和无刷空心杯电机（无齿槽电 机 Slotless Motor）。行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 1）有 刷 空 心 杯 电 机：采用 机 械 换 向，磁 极 固 定，线 圈 旋 转。在 工 作 时，线圈 和换向器一起旋 转，而磁 钢 和碳刷保持静 止。电机 通 过换向器和碳 刷的交替 接 触，使线圈电流方 向随着电 机 的转动而变化。然而，由 于碳刷的摩擦，会导致 能 量损耗，需要定 期更换碳 刷。此外，碳刷 与线圈接 线头 之间的断续 接触会产 生电 火花，并干扰电子设 备。有刷 空 心杯电机采用 空心杯线 圈 转子，具有无 齿槽转矩、小转动惯量、灵敏 反应和高 扭 矩的特点，适 用于对产 品 灵敏性和可靠 性要求较 高 的行业。2）无 刷 空 心 杯 电 机：采用 电 子 换 向，线 圈 固 定，2 磁极旋转。无刷空心杯 电机利用电子设备、霍尔元 件 感知永磁体磁 极的位置，并根据感知结 果，使用 电 子线路适时切换线 圈中电流 的 方向，确保产 生正确方 向 的磁力来驱动 电机。由 于 采用自控式运行，无刷空心 杯 电无需像变频 调速下的 同 步电机那样在 转子上额 外 增加启动绕组，也 能避免在 负 载突变时产生 振荡和失 步 现象。无刷空 心杯电机 采 用无齿槽结构线圈，消除了 齿 槽转矩，并大 幅提升了 电 机的效率和功 率密度。它 适用于需要 长时 间连 续运 行和 具有较 高控 制要 求或 可靠 性要求 的应 用场 景。表1.无刷电 机和 有刷 电机 优劣 势对比 无刷电机 有刷电机 长寿命（20000h）电机寿 命受 限（2000h）高转速 电机转 速有 限 电磁干 扰可 忽略 有火花 有铁损 无铁损 需要驱 动控 制 控制简 单 资料来 源：鸣志 电器 官网，财 通证 券 研究所 图2.有刷空 心杯 电机 结构 图3.无刷空 心杯 电机 结构 资料来 源：鸣志 电器 官网，财 通证 券 研究所 资料来 源：鸣志 电器 官网，财 通证 券 研究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 由于 空 心 杯 电 机 在 结 构 上 突 破 了 传 统 电 机 的 转 子 结 构，采 用 了 无 铁 芯 转 子，因此 彻 底 消 除 了 铁 芯 形 成 的 涡 流 造 成 的 功 率 损 耗，同 时 其 转 动 惯 量 大 大 降 低，响应速度快，具有良好 的控 制特性和伺服性能。节能特性：空 心杯 电机 的 能量转 化效 率一 般超 过 70%，部 分产 品 能 够达 到90%以上，而 传统 电机 的转 化效 率通常 在 70%以 下。控制特性：空 心杯 电机 具 有快速 响应 速度 和较 小的 机械时 间常 数，一般 在 28 毫秒以内，部分 产 品甚 至可 以小 于 10 毫秒。相 比之 下，铁芯 电机 的机 械时 间常 数通常 在 100 毫秒 以上。此 外，空 心杯 电机 具有 良好 的启动 和停 止特 性，在高 速运行时，转速 调节 灵敏。拖动特性：空 心杯 电机 运 行稳定 可靠，转 速波 动较 小且易 于控 制，通常 可控 制在2%以内 的范 围内。能量密度特性：空 心 杯电 机具有 较高 的能 量密 度，相较于 相同 功率 的传 统铁 芯电机，空 心杯 电机 的重 量可 以减 轻 1/3 至1/2，体积 减小1/3 至 1/2。表2.空心杯 电机 特点 及优 势 特点 优势 无齿槽 效应 低俗运 行平 稳；低振 动，低噪音；转 子可 控制 在任 意位置 结构紧 凑 磁路设 计更 优；功率 密度 更高；温升 低，效率 高 低电感 高动态 响应；高 加速 度 资料来 源：鸣志 电器 官网，财 通证 券 研究所 空心杯电机的核心生 产壁 垒主要集中在线圈的 设计、绕线工艺和绕线设 备 三大方面。线圈 的 绕 制过 程 直 接影响 了空 心杯 电机 体积、转速、功 率密 度和 良率 等性能。图4.空心杯 电机 图5.传统有 刷直 流电 机 资 料 来 源：陈 安 空 心 杯 电 机 定 制 化 管 理 的 应 用 研 究（2023），财通 证券 研究 所 资 料 来 源：陈 安 空 心 杯 电 机 定 制 化 管 理 的 应 用 研 究（2023），财 通证券研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 直绕式 绕线 可以 实现 较高 的槽满 率，但中 部壁 厚较 薄，线 路的 堆叠 排列 容易 不整齐，因 此通 常适 用于 匝数 要求较 少的 线圈 绕制。而 斜绕式 和马 鞍式 则是 目前 国际厂商主 流采 用的 线型 设计，其中 马鞍 式绕 线相 比之 下更节 省材 料，并且 功率 更小。例 如，Faulhaber 采 用 斜绕式 线圈 设计，瑞 士 Maxon 电 机则 采用 马鞍 式绕 线方法。绕线工艺：包括绕卷 式和 一次成型生产技术。绕卷式工艺对于较小 尺寸 的空心杯线圈绕制存 在一 些挑战，工艺步骤繁 多且 人工参与率较高。根 据 绕 卷式空 心杯 电枢 制作 工艺 及其设 备 的报 告，使用 绕卷式工艺，一 台绕 线机 配 备 4 名工 人，年产 量可 达 3 万台。然而，其 局限 性在 于其更适用 于直 径 为 20-30mm 的空心 杯，难以 绕制 抽头 间距小 于 7mm 的较 小尺 寸 线圈。一次成型生产技术 自 动化 程度高，在生产效率 和成 本上具备优势。一 次 成型 技术有利 于缩 减生 产过 程并 提高效 率，绕线 机在 卷筒 上使得 线圈 直接 缠绕 在轴 心处，进 而高 效进 行自 动化 生产。绕线设备：设备水平 直接 影响工艺水平，大多 数绕 线机仍以绕卷式为主 要方式。绕线 机主 要由 机架、主轴结 构、排线 结构、张 力控制 结构 和模 具等 组成。由于导线 的直 径通 常 在 0.020.25mm 之 间，属于 超细 导 线，因 此需 要配 置高 精度的 PLC、伺 服和 传动 器件 等设备。在 导线 的进 给过 程中，适当 的张 力控 制至 关重要。如 果张 力过 大，容 易 拉扯导 线导 致电 阻增 加；如果张 力过 小，会导 致排 线疏松，从 而降 低绕 线质 量。图6.三种空 心杯 电机 线圈 绕制 模型和 实物 图 数据来 源：张忠 强 永磁 无刷 空心 杯 电机及 控制 器研 究（2015），财 通 证券研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 2 行 业 规 模 持 续 增长，欧 企 主 导 高端 市 场 2.1 空 心杯 电机市 场规 模持续 增长，灵巧 手应 用打开 想象 空间 空心杯电机市场规模 将持 续不断扩大。根据 NTCysd 测 算，2022 年全 球空 心 杯电机市场 规模 为 51.0 亿 人民 币；另 根 据 NTCysd 预计，2028 年 市场 规模 将达 到 83.0亿人民 币，期 间 CAGR 约 8.5%。图9.全球空 心杯 市场 规模 预测（亿人 民币）数据来 源：NTCysd，财通 证券 研究 所(汇率 按 照 1 美元=7 人 民币 计算)空心杯电动机 从军事、高 科技领域进入 大工业和 民 用领域后，十 多年来得 到 迅速的发展。随着 工业技术 的 飞速发展，下 游厂商对 电 动机的伺服特 性不断提 出 更高要求，由于空 心杯电动 机 避开了有铁芯 电动机的 多 种技术弊端，在很多应 用 场合拥有不 可替 代的 地位。43.6 47.3 51.0 56.1 60.7 65.5 69.6 76.4 83.0 0%2%4%6%8%10%12%35404550556065707580852020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E图7.绕卷式 空心 杯电 机的 工艺 流程 图8.一次成 型绕 制过 程示 意图 资料来 源：赵秉 生等 绕 卷式 空心 杯 电枢制 作工 艺及 其设 备（1985），财 通证 券研 究所 资 料 来 源：张 忠 强 永 磁 无 刷 空 心 杯 电 机 及 控 制 器 研 究（2015），财通证券 研究 所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 推动空心杯电 机市场增 长 的关键因素在 于全球范 围 内对医疗设备、仪器仪 表、电动工具、工业 自动化、航 空航天以及交 通运输需 求 的持续扩大。同时，在 需 要快速响应（如军 工、检测）和对重量和能 耗要求较 高（如无人机、机器人）等 领域广泛应 用。中国与欧洲为主要市 场，高端市场仍被欧企主 导。根据 QY Research 数据，2021年 中 国 和 欧 洲 的空 心 杯 市场 份 额 分 别为 34.8%、25.9%。空 心 杯 电 机 由于 绕 组设计和制造工艺 复杂，生 产 自动化率和成 品率要求 高，导致其生产 成本高，劳 动力成本高，而且 对操作者 的 技能水平要求 高，限制 了 大规模生产。由于瑞士、德国等欧洲以及北 美厂商对 空 心杯电机研发 较早，具 有 性能优异的生 产设备和 稳 定成熟的工 艺。图10.2021 年全 球空 心杯 市场 分 布情况 数据来 源：QY Research、财通 证券 研 究所 2.2 空 心杯 电机行 业的 高端市 场仍 被欧企 主导 目前全球空心杯电机的竞争格局呈高度集中状态，CR4 值超过 65%。根 据 立鼎产业研究网信息，全球空心杯电机市场的主要制造商包括 Maxon、Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technolgies 等 公司，目前 这 四家顶 级制 造商 占据 了市 场份额的 65%以上。海 外厂 商如德 国 Faulhaber 和 瑞士 的 Maxon 等企 业深 耕行 业 多年，行业地位 较高，且 掌 握了大批量生 产的核心 工 艺，国内大多 数厂商主 要 受制于此项 工艺。Faulhaber 和 Maxon 销售 的空 心杯 电 机+齿轮 箱+编码 器集 成件 年销售额 超 30 亿欧 元，产品 主 要面向 军工 和工 业市 场。海外重点公司一：Maxon 公司成 立 于 1961 年，全 球约 有 3300 个员 工，销 售网络 遍布 全 球 40 多 个 国家。公司产品系列 丰富，包 括 有刷、无刷空 心杯电机，行星齿轮箱、传感器、编 码器等。下游市场 横跨医疗、工控、安防、汽车、航 空 航天等。根据 公司官网，其空34.8%25.9%39.4%中国欧洲其他 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 11 心杯产 品直 径包 括 4-90mm，功率 从 0.3-650w，产品 系列丰 富，2022 年营 业额 达7.08 亿 瑞士 法郎。除 了持 续开发 产品 和改 善制 造工 艺之外，该 机构 对用 于生 产和检测的 设备 也相 当注 重。共有 200 多 名员 工在 研发 部门工 作，投入 研发 的资 金高达公司 营业 额 的 8%。Maxon 的 生产 基地 遍布 全球 八 个国家，采 用独 立研 发的 机器和生产线自 行生产精 密 驱动系统的所 有重要部 件，其生产不论 产品批量 大 小，均能快 速完 成，同时 可以 灵活调 整，以满 足客 户的 特殊需 要。（1）有刷 DC 电机 Maxon DC 采用 高性 能永 磁体，享有 全球 专利 的空 芯杯转 子。这项 最先 进的 技术带给驱动器的优 势是紧凑的结构、高性能 和低惯性。由于惯量较小，DC 电机 可达到很 高的 加速 度。表3.Maxon 有刷 DC 电 机产 品 矩阵 名称 图片 直径 功率 产品概述 DCX 系列 6-35mm-可选择稀有金属/石 墨 电 刷、滑 动 轴 承/烧结轴承等各 种选项。DC-max 系列 16-22mm-可 以 在 石 墨 电 刷 和 稀 有 金 属 电 刷、烧 结 轴 承和 滚 珠 轴 承 以 及 多 种 不 同 元 件 之 间 自 由 选择。A-max 系列 12-32mm 0.5-20W 采用高效 空芯杯 转子和 铝 镍钴磁钢。RE-max 系列 13-29mm 0.75-22W 采用钕磁 钢，可 达到极 高 的功率。RE 系列 6-65mm 0.3-250W 效率90%，并且配 备有 高性能磁 铁。Parvalux|PMDC 电机 42-90mm-在 PMDC 电 机 中，生 成 磁 场 的 不 是 定 子 绕组，而是位于定子中 的永 磁体。PMDC 电机具 有极其 强大的 性能，是电 动汽车/病患护 理/工业 以及休闲 娱乐应 用 的理想选 择。数据来 源：Maxon 官 网，财通 证券 研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 12（2）无刷 DC 电机 电子换 向 的 Maxon EC 电 机具有 转矩 特性 良好、功 率高、转速 范围 大和 使用 寿命长久等优 点。它 调节性能 出色，因 此可实 现精确定 位。Maxon EC-max 电机 属于成本优 化 的 EC 系 列。如 果空间 较为 狭小，还 可选 择 Maxon 盘 式电 机。表4.Maxon 无刷 DC 电 机产 品 矩阵 名称 图片 直径 功率 产品概述 ECX SPEED 系列-无刷 ECX 电机系 列已经 过优化，可达到 极高的转速（最高 至 120000rpm）并可 消毒灭菌达 2000 次。EC 系列 4-90mm 1.2-400W 转矩性能 优异、功率高、转速范围 大、使 用寿命长。EC-max 系列 16-40mm 5-120W 无刷式设 计，适 用于长 时 间运行，且性价 比极高。EC-4pole 系列 22-32mm 90-480W 4 极强力 电机拥 有最优 秀 的体积和 重量单 位功率比。使用寿 命最长。EC-i 系列 30-52mm 30-180W 如果需要 极高的 动态性 能 和转矩，但安装 空间又有限，Maxon EC-i 电机将是 最佳选 择。EC flat 系列 9.2-90mm 0.2-260W 薄型设计，性能 优异。盘 式电机带 有霍尔 传感器和内 置电子 装置。EC frameless flat 43-90mm-无框电机 套件仅 包括转 子 和定子 无轴承、无电 机轴。数据来 源：Maxon 官 网，财通 证券 研 究所 海外重点公司二：Portescap 公司 于 1931 年 在瑞 士成 立，最初 致力 于钟 表制 造业 的产品 制造，于 1959 年推出了革命 性的 空心 杯转 子直 流电机，闯 入微 型电 机行 业。Portescap 拥 有行 业内 最广泛的微型电 机产品线，包 含有刷直流，无刷直 流电 机，步进可 堆叠，线 性致 动器，光盘磁 铁和 混合 动力 技术。Portescap 电机 具有 体积 小、重 量轻、热 量低 的特 点，适用于便携式 小型设备。虽然电机的体 积变小了，但其性能得到 了改善，给 终端 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 13 使用者带来了 更大的舒 适 感与便利性。此外，对 于 电池供电的应 用系统，空 心杯设计还 延长 了使 用寿 命、提高了 能源 效率。表5.Portescap 产 品矩 阵 名称 图片 外壳尺寸 转速 无刷有槽 直流电 机 12.7 到 50.8mm 最大 100,000rpm 无刷无槽 直流电 机 16 到 35mm 最大 70,000rpm 有刷直流 无线电 机 8 到 35mm 最大 16,000rpm 数据来 源：Portescap 产 品目 录，财通 证券研 究所 表6.Portescap 产 品性 能对 比 无刷直流有槽电机 无刷无槽直流电机 有刷直流电机 效率/电池寿命 电机寿命 高温高压 灭菌/承受恶劣 环境能 力 高功率/重量比 高电机加 速度 开环定位/简单控制 低噪音 最大额定 连续转 矩 最大速度 数据来 源：Portescap 产 品目 录、财通 证券研 究所(1)无刷直流电机 无刷直流电机 具有超高 的 精度、效率和 可靠性，能 够在最紧凑的 应用中提 供 顶级性能所需的功 率密度。这 些电机采用有 槽和无槽 设 计方案，能够 提供出色 的 加速度、转 速、扭矩 和位 置控 制，并 且能 够实 现长 时间 无故障 运行。Portescap 的 高温 高压灭 菌 型无刷直 流电 机（BLDC）通过轻巧 的人 体工程 学封 装结构，专门提 供超高功 率。该电机能够 很好地满 足 手术效果的要 求，并且 经 久耐用，能 够灭 菌处 理以 及手 术环境 遇到 的盐 水或 其它 材料的 腐蚀。行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 14 图11.无刷直 流电 机直 径（mm）、最大 连续 扭矩（mNm）和最大 转速（rpm）数据来 源：Portescap 产 品目 录、财通 证券研 究所(2)有刷直流电机 有刷直流电机 采用永磁 空 心杯设计方案，通过小 巧 轻便的封装提 供高效率 和 高功率密度。这些 电机采用 高 质量的制造材 料以实现 最 佳的性能，具 有低转动 惯 量、低摩擦系数 和长换向 器寿 命。它们非 常适合需 要提 供高加速度、高扭矩 和高 效率，并且无 齿槽 效应 的紧 凑型 应用场 合。图12.有刷直 流电 机直 径（mm）与最大 连续 扭矩（mNm）数据来 源：Portescap 产 品目 录、财通 证券研 究所 海 外重 点公司 三：Faulhaber 公司历 史可 以追 溯 至 1947 年，最 早 于 1958 年由 Faulhaber 博士 设计 斜线 绕 组方式 的 空 心 杯 电 机 产 品。作 为 空 心 杯 电 机 的 发 明 企 业，Faulhaber 一 度 成 为 空 心 杯0.95 0.93.5 3.36.9 6.1415.72214.974717.941921600204060801001201401601808 10 12 13 16 17 22 23 24 25 26 28 30 35最 大 连 续 扭 矩（mNm）直径（mm）行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 15 你电机 的代 名词，其 产品 最小直 径甚 至可 以达 到 1.9mm，其产 品的 最大 连续 扭 矩则可以 达 到 200mNm。Faulhaber 的标 准产 品能 够通 过 2500 多 万种 组合 方式 为 特殊应用提供最 优的驱动 系 统。与此同时，这种技 术 上的“标准件”也为改 型 提供了基础，使 其能 够通 过配 置专门 版本 的产 品来 满足 客户的 具体 需求。Faulhaber 作 为 微 型 和 微 驱 动 技 术 领 域 的 单 一 供 应 商，为 全 球 客 户 提 供 最 齐 全 的产品组 合。公司 提供 的产 品系列 包括：高 性能 DC 电机、BLDC 电 机、线性 电机、步进电机等，每种驱动 系 统都致力于在 实现最小 尺 寸和最轻质量 设计的同 时 达到最大性能。微 型和微驱 动 系统还包含与 电机相匹 配 的高精度减速 箱、编码 器、直线组件和驱动 电子装置。这些产品主要 应用于生 产 自动化和机器 人、航空 航 天、光学系 统以 及医 药和 实验 室技术。(1)直流电机 与传统 的铁 电枢 直流 电机 不同，FAULHABER 直流 电机有 一个 自承 式斜 绕铜 线圈。这种设计不仅 最大限度 地 降低了转子的 惯性矩，还 为驱 动设备提 供了最大 的 动力和精确 的无 齿槽 运行。该 技术 由 Fritz Faulhaber Sr 博士开 发，以最 小的 空间 提供最大的 性能，为 众多 应用 领域创 造了 新的 驱动 设备 选项。表7.FAULHABER 直 流电 机产 品类型 概况 型号 图片 直径 转速上限 转矩 上限 特点 S/G 6-22mm 24000min 5.9 mNm 紧凑、低 功耗、精确的 低 噪声换向 信号，以及控制简单，具有 广泛的 市 场适用性。SR 8-22mm 17000min 10 mNm 此类换向 系统的 特征在 于 体积小、接触电 阻极低，换向 信号精 确且低 噪，非常 适用于 低电流负载的系 统和电 池供电 的 应用。CXR 13-26mm 10000min 40 mNm CXR 系列尺寸小 巧，同 时具有高 功率、坚固耐用和高可 控等特 性。CR 23-38mm 11000min 224 mNm 动惯量低 因而具 有最佳 动 态性能；有极高 的功率密度；19 至 224mNm 的持续输 出非常 适用于频繁启停 或周期 性过载 的 运行工况。SR-FLAT 15-26mm 16000min 100 mNm 及其扁平 的设计，长度 范 围为 6mm 到 19mm；电机可集 成减速 箱和光 电 式编码器，三者 结合一体组成 非常紧 凑的驱 动 系统，输 出转矩 也因减速而增 大。数据来 源：FAULHABER 官网，财 通 证券研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 16(2)直流无刷电机 FAULHABER 无 刷电 机在 最小安 装空 间内 提供 最佳 性能。拥有 最高 的速 度、转矩和使用寿命。产生的噪 音 和振动都很低。它们甚 至 可以处理过载 和持续运 转。型号从最 小的 微电 机到 高效 扁平电 机和 采用 外部 转子 技术的 超强 力电 机。表8.FAULHABER 直 流无 刷电 机产品 类型 概况 型号 图片 直径 转速上限 转矩上限 特点 B-MICRO 3-5mm 96000min 18 Nm 设计十分 紧凑，直径范 围 为 3-5mm，适用空间非 常有限 的应用，可适配高 度紧凑的减速箱（用于 增加输 出 转矩）和 调速驱动器。B 6-44mm 100000min 217 mNm 结构精密，使用 寿命极 长，并且可 靠性高，与高 分辨率 编码器 和 精密减速 箱等相互适配。BHX 16mm 100000min 18.7 mNm 有两种不 同的版 本，以 支 持各种不 同的应用需求：BHT 系 列输出 高转矩以 适应周期性高负 载冲击，BHS 系列则更 适合持续超高转 速的应 用；BHx 系列能够 以最小的速度 波动驱 动可变 负 载，以保 证恒速稳定运行。BX4 22-32mm 29000min 96mNm 使用寿命 长、转 矩高、结 构紧凑；运行平稳、低振 动和低 噪声。BP4 22-32mm 34500min 158mNm 可抗过载，不仅 适用于 涉 及高功率 的应用（总重量 尽可能 低，安 装 空间尽可 能小），还 适用于 动态启 停 控制。B-FLA 15-26mm 40000min 100mNm 使用三个 数字霍 尔传感 器 实现电子 换向；可集成直 齿减速 箱，在 最 小轴向长 度上实现很大减 速比。BXT 22-42mm 10000min 134mNm 铁芯电机 的转子 上装备 14 个强力 磁体，定子上有 12 个齿，而电 机长度仅 为14mm、16mm 和 21mm，尤其适 合需要高转矩的 短型驱 动应用 场 合。数据来 源：FAULHABER 官网，财 通 证券研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 17 海 外重 点公司 四：Allied Motion Technologies Allied Motion 最 初于 1962 年根 据科罗 拉多 州法 律 成立为 一家 上市 公司，名 称为Hathaway Corporation。如 今，Allied Motion 在美 国、加拿 大、墨西 哥、欧洲 和亚洲开展 业务。Allied Motion Technologies Inc.（Allied Motion）是一 家全 球性 公 司，设计、制造和 销售用于 广 泛行业的精密 和专业运 动 控制组件和系 统。虽然 公 司的服务业务非常 广泛，但 主 要目标市场是 车辆、医 疗、航空航天和 国防、电 子 和工业市场。产品 包括有刷 和 无刷直流电机、无刷伺 服 和力矩电机、无芯直流 电 机、集成无刷电机 驱动器、齿 轮电机、齿轮 传动、模 块 化数字伺服驱 动器、运 动 控制器、增 量和 绝对 光学 编码 器，以 及相 关的 运动 控制 相关产 品。公司以其在电 磁、机械 和 电子等运动技 术领域的 专 长为核心，在 运动控制 领 域有着广泛 的应 用。Allied Motion 的有 刷和 无刷电 机和 电 子设备 被设 计成 机器 人设 备，应用范 围包 括从 手术 机器 人到 IED 处理 机器 人再 到 自动化 材料 处理 机器 人。表9.Allied Motion 直 流无 刷电 机产品 类型 概况 系列 图片 额定功率 额定扭矩 额定转速 EnduraMax 75s 0.14-0.18HP(100-124W)0.18-0.49Nm(25-70oz-in)2400-5500RPM EnduraMax 75i 0.169-0.39HP(120-289W)0.31-1.0Nm(44-142oz-in)2650-3900RPM EnduraMax 95i 0.16-0.39HP(120-289W)0.42-1.62Nm(60-230oz-in)2400-3500RPM 数据来 源：Allied Motion 官 网、财通 证券研 究所 行业深度分析报告/证券研究报告 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 18 表10.Allied Motion 直 流有 刷电 机产品 类型 概况 系列 图片 额定功率 额定扭矩 额定转速 MD-ENM-50 0.07-0.12HP(56-87W)1-2lb-in(0.113-0.226Nm)3267-6200RPM PE 0.03-0.2HP(22-150W
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