作者：程諾，編輯：小市妹
空心杯電機(jī)，也叫無(wú)鐵芯電機(jī)、無(wú)齒槽電機(jī)，主要指的是一種特殊結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)。
和傳統(tǒng)直流電機(jī)相比，空心杯電機(jī)生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，其省去了鐵芯作為支撐結(jié)構(gòu)，依靠空心杯狀的線圈繞組決定性能、效率及成本，具備高效率、高速響應(yīng)、平穩(wěn)運(yùn)行、高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
近兩年，特斯拉人型機(jī)器人的亮相，讓空心杯電機(jī)得到市場(chǎng)廣泛關(guān)注。拆解機(jī)器人手部，可得到靈巧手、關(guān)節(jié)、軟件系統(tǒng)等部位，其中空心杯電機(jī)占據(jù)了靈巧手的約54%，是關(guān)鍵部件之一。
當(dāng)前，全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)高度集中態(tài)勢(shì)。據(jù)華安證券研報(bào)，國(guó)際上主要的生產(chǎn)商是Maxon、Faulhaber、Portescap等，CR3的全球市占率已高達(dá)70%-80%。而由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商起步較晚，疊加行業(yè)技術(shù)壁壘高等影響，推測(cè)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商全球市占率僅有15%左右。
據(jù)QYResearch報(bào)告，2022年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為54.6億，假設(shè)下游應(yīng)用領(lǐng)域中人形機(jī)器人占比5%，預(yù)測(cè)到2028年，應(yīng)用于人形機(jī)器人領(lǐng)域的空心杯電機(jī)銷售額約為41.2億。
隨著人形機(jī)器人的高速發(fā)展，哪些國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商有望加快研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代？
1、鳴志電器
全球控制電機(jī)系統(tǒng)綜合提供商和主要生產(chǎn)商、國(guó)內(nèi)步進(jìn)電機(jī)龍頭，成立于1994年，主要從事控制電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、LED智能照明控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)以及貿(mào)易代理等相關(guān)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)業(yè)務(wù)，產(chǎn)品主要可應(yīng)用于醫(yī)療、安防、通信、光伏、汽車等領(lǐng)域。
據(jù)官網(wǎng)，公司電機(jī)工廠于1998年建成，同年HB步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品開(kāi)始投產(chǎn)；2007年后，通過(guò)合資設(shè)立公司、收購(gòu)等方式，其成功開(kāi)展了控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)，并不斷擴(kuò)展完善電機(jī)品類布局。
當(dāng)前，在控制電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，公司主要產(chǎn)品已包括步進(jìn)電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)、空心杯電機(jī)、伺服電機(jī)等控制電機(jī)類，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)伺服系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器等驅(qū)動(dòng)控制類及編碼器。其中在HB混合步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域，公司率先打破海外壟斷，目前已是國(guó)內(nèi)細(xì)分領(lǐng)域龍頭。
在空心杯電機(jī)方面，公司于2018年開(kāi)始布局，通過(guò)利用其在直流無(wú)刷系統(tǒng)中積累掌握的技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，成功研發(fā)出了無(wú)刷空心杯電機(jī)。
2019年，通過(guò)收購(gòu)瑞士T Motion，借助它在無(wú)齒槽、空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器領(lǐng)域具備的全球領(lǐng)先的技術(shù)，快速推進(jìn)空心杯電機(jī)批量化，完善“空心杯電機(jī)+驅(qū)動(dòng)器”的統(tǒng)級(jí)平臺(tái)產(chǎn)品。
目前，公司無(wú)刷空心杯電機(jī)產(chǎn)品已覆蓋φ13mm-φ30mm，分為ECU和ECH兩個(gè)系列。對(duì)標(biāo)海外龍頭，其產(chǎn)品在熱處理參數(shù)、響應(yīng)速度等性能上均表現(xiàn)優(yōu)秀，且性價(jià)比較高。
2、江蘇雷利
全球家電領(lǐng)域電機(jī)領(lǐng)導(dǎo)品牌、國(guó)內(nèi)微特電機(jī)龍頭，成立于1993年，主營(yíng)家用電器、汽車微特電機(jī)、醫(yī)療儀器用智能化組件、工控電機(jī)及組件，以及相關(guān)零部件的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售等業(yè)務(wù)。
據(jù)官網(wǎng)，公司以生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)業(yè)務(wù)起家，產(chǎn)品主要應(yīng)用于家電領(lǐng)域；2019年，通過(guò)收購(gòu)和設(shè)立子公司的方式，先后切入至醫(yī)療、汽車領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了在高端醫(yī)療器械電機(jī)市場(chǎng)的突破。
當(dāng)前，發(fā)展三十年，公司已具備以微型步進(jìn)電機(jī)、同步電機(jī)、直流有/無(wú)刷電機(jī)、微型水泵等多種電機(jī)產(chǎn)品為主導(dǎo)，輔助配套相關(guān)精密結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)和制造方案解決的綜合業(yè)務(wù)能力。
其中在家電領(lǐng)域，公司現(xiàn)有產(chǎn)品線已覆蓋至空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱以及各種小型智能家電領(lǐng)域，擁有德國(guó)VDE-TDAP和UL-WTDP等國(guó)際技術(shù)認(rèn)證，在家電領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)極為顯著。
在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域，公司通過(guò)收購(gòu)江蘇鼎智科技正式入局。鼎智科技是國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械領(lǐng)域核心部件供應(yīng)商，主營(yíng)醫(yī)療及工業(yè)自動(dòng)化用線性執(zhí)行器、編碼器、驅(qū)控器等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)與銷售業(yè)務(wù)，例如線性步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)、空心杯電機(jī)、音圈電機(jī)及智能驅(qū)控器等。
據(jù)公司11月底在投資者互動(dòng)平臺(tái)的回復(fù)顯示，目前公司空心杯電機(jī)、減速箱等產(chǎn)品均可應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域，空心杯電機(jī)產(chǎn)品已處于小批量供貨階段，產(chǎn)品性能處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
3、兆威機(jī)電
國(guó)內(nèi)微型傳動(dòng)系統(tǒng)行業(yè)龍頭，成立于2001年，主營(yíng)微型傳動(dòng)、微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案的研發(fā)、設(shè)計(jì)與制造等業(yè)務(wù)，主要產(chǎn)品包括微型傳動(dòng)系統(tǒng)、微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、精密注塑件和精密模具等。
據(jù)官網(wǎng)，公司以精密注塑件制造起家；2006-2008年，其先后布局切入核心馬達(dá)部件、精密齒輪部件、汽車齒輪部件領(lǐng)域，后陸續(xù)成為博世、華為、格力、VIVO等知名企業(yè)零部件供應(yīng)商；
2010年，公司發(fā)展策略調(diào)整至以微型傳動(dòng)系統(tǒng)為主；2019年，其建立微型驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)園，實(shí)現(xiàn)了微型齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)一體化，并自主研發(fā)出微小傳動(dòng)設(shè)計(jì)和建模軟件，開(kāi)發(fā)出1模64穴的多腔精密齒輪制造技術(shù)，解決行業(yè)難題，參與起草、制訂注塑齒輪精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造……
當(dāng)前，公司產(chǎn)品、業(yè)務(wù)布局已呈現(xiàn)多元化和垂直一體化的特點(diǎn)，可綜合覆蓋零組件、模組與系統(tǒng)組裝，并廣泛應(yīng)用于汽車電子、消費(fèi)電子、智能家居、機(jī)器人、通信、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域。
公司重視研發(fā)創(chuàng)新，現(xiàn)已掌握微型傳動(dòng)系統(tǒng)從模具制造到精密傳動(dòng)部件制造再到組件裝配的全流程研發(fā)生產(chǎn)能力，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的齒輪箱綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)，具備完全自主設(shè)計(jì)能力。
據(jù)公告，在微型行星齒輪箱方面，公司研制的產(chǎn)品最小外徑僅有3.4mm，是該類產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)6mm以下微小傳動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)模制造，并可直接提供外徑6mm的空心杯減速電機(jī)。
4、偉創(chuàng)電氣
國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)重要供應(yīng)商，前身成立于2005年，當(dāng)前主要從事工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售等業(yè)務(wù)，產(chǎn)品多應(yīng)用于起重、軌道交通、智能裝備、石油化工等領(lǐng)域。
據(jù)官網(wǎng)，公司前身深圳偉創(chuàng)專注從事通用變頻器相關(guān)業(yè)務(wù)；2012年后，其產(chǎn)品矩陣逐步擴(kuò)展至伺服及控制系統(tǒng)，第一代伺服系統(tǒng)與第一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相繼在2013年與2016年成功面市。
當(dāng)前，發(fā)展近二十年，公司產(chǎn)品種類豐富，產(chǎn)品線已覆蓋至自動(dòng)化控制層、驅(qū)動(dòng)層和執(zhí)行層，系列齊全，主要包括0.4kW-5600kW變頻器、50W-200kW伺服系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器以及PLC等。
公司注重自主研發(fā)和創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)，其當(dāng)前已掌握了交流永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù)、碳化硅應(yīng)用技術(shù)、電機(jī)控制保護(hù)技術(shù)、電機(jī)參數(shù)學(xué)習(xí)辨識(shí)技術(shù)、電機(jī)高頻注入控制技術(shù)、電機(jī)矢量控制技術(shù)等多項(xiàng)電氣傳動(dòng)和工業(yè)控制領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)，取得有效專利達(dá)160余項(xiàng)。
在空心杯電機(jī)方面，公司于2022年成立機(jī)器人行業(yè)部切入機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，目前其產(chǎn)品主要以機(jī)器人大配套為主，為客戶提供低壓伺服、空心杯電機(jī)、特種無(wú)框力矩電機(jī)等核心部件。
據(jù)公告，作為國(guó)內(nèi)少數(shù)具備空心杯自主研發(fā)能力的企業(yè)，公司空心杯電機(jī)產(chǎn)品具有高轉(zhuǎn)速、高扭矩和低噪音振動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。其中13mm的8萬(wàn)轉(zhuǎn)空心杯電機(jī)是公司的拳頭產(chǎn)品，在空載轉(zhuǎn)速、響應(yīng)速度方面超越國(guó)際龍頭，該產(chǎn)品整體性能已處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
5、拓邦股份
全球領(lǐng)先的智能控制解決方案商、國(guó)內(nèi)智控領(lǐng)域龍頭，成立于1996年，主營(yíng)智能控制系統(tǒng)解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)，以電控、電機(jī)、電池、電源和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的“四電一網(wǎng)”為核心技術(shù)布局，為家電、工具、工業(yè)、新能源、智能解決方案等行業(yè)提供各種定制化解決方案。
當(dāng)前，深耕智能控制領(lǐng)域二十余年，公司控制器產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)家電、電動(dòng)工具、智能家居領(lǐng)域占據(jù)著重要份額，2021年，其在智能控制器業(yè)務(wù)市場(chǎng)的市占率約為23%，排名第一。其中在電控技術(shù)方面，公司已形成百種余電控技術(shù)平臺(tái)，可完整覆蓋家電、工具等行業(yè)產(chǎn)品需求。
在電機(jī)技術(shù)方面，公司已圍繞步進(jìn)電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)、伺服電機(jī)等類型電機(jī)，建立了從電機(jī)設(shè)計(jì)、仿真到測(cè)試，從驗(yàn)證到規(guī)模化制造的完整技術(shù)能力，形成數(shù)十個(gè)先進(jìn)的電機(jī)技術(shù)平臺(tái)……
在空心杯電機(jī)方面，公司較早開(kāi)始布局。2009年，其已成功研發(fā)出各類型應(yīng)用于家用電器、電動(dòng)工具、醫(yī)療器械、裝備設(shè)備等領(lǐng)域的直流無(wú)刷電機(jī)、空心杯電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)等電機(jī)產(chǎn)品。
目前，公司已掌握了獨(dú)特的控制技術(shù)與配套資源，生產(chǎn)出超十余種型號(hào)的有刷和無(wú)刷空心杯電機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品種類豐富，先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，且已在電動(dòng)夾爪、骨科動(dòng)力工具等領(lǐng)域批量應(yīng)用。
其中，公司CB2060型號(hào)的兩對(duì)極電機(jī)，具備體積更孝功率更大、扭力更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，載荷轉(zhuǎn)速最高可達(dá)58000r/min。
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