择要:一方面,环球范围内对医疗东西、电动工具、航空航天器、仪器仪表、工业自动化产品需求的持续扩大,带动空心杯电机市场规模持续扩展。另一方面,空心杯电机具有优秀的掌握特性和运行特性,适配须要快速相应、频繁启停的人形机器人手部枢纽关头;未来随着人形机器人量产,有望为空心杯电机家当带来广阔新增市场。2023年环球空心杯电机市场规模约为8.01亿美元,估量到2028年环球空心杯电机市场规模有望达到11.86亿美元。
一、定义及分类
空心杯电机是一种采取无铁芯转子的直流永磁伺服掌握电机,空心杯电机常日尺寸较小,直径不超过40mm,也可归类为微型电机。根据换向办法的不同,空心杯电机可分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机。有刷空心杯电机又被称为直流有刷无铁芯电机,其采取电刷换向,因此在运行过程中存在一定的相对摩擦,从而产生噪声、电火花,使得其利用寿命明显低于无刷空心杯电机。有刷空心杯电机的优点在于其掌握大略、反应灵敏,适用于对产品灵敏性和可靠性哀求较高的行业。无刷空心杯电机又被称为直流无刷无齿槽电机,其通过掌握电子元件的通断使不同绕组接入电路从而达到换向的效果。无刷空心杯电机利用寿命长、转速高,适用于须要永劫光连续运行的运用处景。

二、行业政策
1、主管部门和监管系统编制
空心杯行业的主管部门为工业和信息化部、国家发展和改革委员会等,行业自律组织为中国电器工业协会微电机分会、中国电子元件行业协会微特电机与组件行业分会。
国家发展和改革委员会紧张卖力制定并组织履行家当发展计策、中长期方案和年度操持,推进家当构造计策性调度,促进行业系统编制改革,促进行业技能发展和进步等事情。工业和信息化部紧张卖力制定履行行业方案、家当政策和标准,监测行业日常运行,推动重大技能装备发展和自主创新,辅导行业构造调度、行业系统编制改革、技能进步和技能改造等事情。
中国电器工业协会微电机分会的基本职能是沟通、折衷、自律、做事,紧张业务范围包含向政府反响会员的欲望和哀求,向会员传达政府的有关政策、法律、法规并贯彻落实;网络国内外本行业根本资料和调研干系情形,向政府提出本行业发展等方面的建议,帮忙政府组织体例行业发展方案和推动行业内干系方面的折衷发展;组织开展市场调研和预测,帮忙政府规范市场行为,为会员开拓市场和建立公正、有序竞争的外部环境创造条件等内容。中国电子元件行业协会微特电机与组件行业分会贯彻实行党的路线、方针、政策;帮忙政府开展行业管理事情;积极倡导行业自律,诚信经营,规范会员行为,造就掩护良好的电子元件家当市场环境;发挥政府、会员、市场间的桥梁和纽带浸染,反响会员诉求,掩护会员和行业的合法权柄,开展国际互换与互助,促进行业持续康健发展。
2、行业干系政策
2022年6月出台的《工业能效提升行动操持》明确提出要“履行电性能效提升行动”。空心杯电机的能量转化效率高,属于节能电机产品,因此其发展受到国家政策的支持。空心杯电机是实现机器人运动掌握的关键零部件,是人形机器人手部枢纽关头的主流技能方案,与机器人家当发展密切干系。2023年1月发布的《“机器人+”运用行动履行方案》提出“支持开展高转矩密度伺服电机、高动态运动方案与掌握等机器人家当链核心技能攻关”。2023年10月发布的《人形机器人创新发展辅导见地》更是提出“面向人形机器人高爆发移动需求,打破高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等领悟的高精度电驱动实行器,打造电驱动旋转枢纽关头、电推杆产品”。2023年以来国家和地方政府出台了多个政策鼓励发展机器人家当,并明确提出要支持机器人家当链协同发展,机器人干系支持政策的出台,利好空心杯电机行业。
三、行业壁垒
1、技能壁垒
空心杯电机工艺流程繁芜,核心技能壁垒紧张集中在绕线方面,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。与传统的无刷电机、有刷电机、伺服电机比较,空心杯电机的构造属于无齿槽构造,没有定子槽,所有漆包线都是悬空绕线,内部没有任何支撑,在工艺上难度很高。在绕线精度方面,空心杯电机精度哀求比传统电机更高。空心杯电机本身体积较小,对偏差的容忍度和普通永磁电机、步进电机比较更低,加工精度直接影响磁场的稳定性。导线粗细、绕组匝数的不同,使得绕组电阻值、启动电流以及速率常数等电机参数存在较大的差异。因此,须要在生产加工环节提高精度、良品率、自动化程度。这些技能哀求形成了较高的技能壁垒,使得新进入者在短韶光内难以达到行业标准。
2、客户群壁垒
空心杯电机及其驱动系统基本属于客户定制型产品,属下贱客户设备中的高端部件,每一客户的需求量有限,掌握电机及其驱动系统制造商以客户数量在竞争中取胜。没有大量稳定的客户难以发展壮大。
3、市场拓展壁垒
作为关键部件,空心杯电机对下贱企业产品的性能、品牌会产生很大影响,下贱企业须要经永劫光考察才能选定合格供应商,不会轻易改换。只有创新能力强、产品质量性能优胜、后续做事水平好的企业才能成为合格供应商,一旦选定供应商,就会建立长期稳定的采购供应关系。新进企业面临市场拓展壁垒。
4、个性化产品壁垒
空心杯电机的利害将影响下贱客户自身产品的性能发挥、系统稳定性乃至影响正常运行,下贱客户在采购空心杯电机时尤为慎重,可能哀求空心杯电机供应商根据自身特定哀求做出产品工艺设计和工艺调度,还可能哀求供应商以自身为导向开展研发,在产品供应过程中,空心杯电机高下游之间会形成相互协作、风险共担、利益共享的计策协作关系,一旦形成,关系较为牢固,新进企业难以打破。
5、资金壁垒
空心杯电机体积虽眇小,但却可以实现精确的微掌握,空心杯电机产品性子决定了空心杯电机制造有着相称高的工艺哀求,须要投入大量当代扮装备,如当代化厂房、全入口高精度模具、全自动高速冲床、全自动定子电镀、精密转子生产线、自动生产线等,这些须要雄厚的资金。产品的更新换代,还须进一步投入大量的设备和研发用度。此外,下贱行业一样平常采购付款周期较长,较多地占用生产商营运资金,须要生产商预先垫付资金。供应商应具备资金周期长的承受能力。
四、家当链
1、行业家当链剖析
空心杯电机上游为绝缘材料、铜材、电工用硅钢等原材料。常用有色金属、罕有稀土金属作为制造空心杯的主要根本原材料,其市场价格的颠簸对行业内企业采购原材料的价格有着直接的影响。空心杯电机避开了有铁芯电机的多种技能弊端,各方面性能表现卓越,在很多运用处所拥有不可替代的地位。其最初被运用于飞机、航天器及运载火箭等尖端行业,近年来其运用领域逐步扩展至民用行业,如医疗东西、机器人、无人机、电动工具等领域。空心杯电机家当链如下图所示:
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