中国空心杯电机行业全景速览

-1-中国空心杯电机行业全景速览一、发展环境：政策推动行业发展，突破空心杯电机关键核心技术2023年，空心杯电机相关政策出台。3月17日，国家发改委、市监局印发《关于进一步加强节能标准更新升级和应用实施的通知》，提出在工业领域，加快修订行业强制性能耗限额标准，提升电机等重点用能产品设备强制性能效标准，努力实现标准指标国际先进；9月1日，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。引导企业加强新能源工程机械用电池、电机、电控等关键核心零部件攻关和规模应用；11月2日，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出面向人形机器人高爆发移动需求，突破高功率密度液压伺服执行器，打造高紧凑液压马达、缸、泵、阀及一体化单元系列产品。突破高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等融合的高精度电驱动执行器，打造电驱动旋转关节、电推杆产品。二、发展现状：行业市场规模不断扩大，国内技术进步空间较大空心杯电机凭借其卓越性能在市场上获得了广泛认可。相比于有刷直流电机的寿命仅有几百个小时，空心杯电机通常具有更长久的寿命，预计在1000-3000小时之间。随着工业技术飞速发展和下游需求的不断增加，全球空心杯电机行业市场规模也在持续扩大。根据NTCysd的数据显示，2022年全球空心杯电机行业市场规模为51.6亿元，同比增长了9.13%。而预计在2023年，全球空心杯电机行业市场规模将进一步扩大至56.1亿元，同比增长8.68%。该行业市场规模持续增长主要归因于空心杯电机在许多领域的广泛应用。其优异性能使其成为各种工业设备和产品中不可或缺的关键组件。随着智能化和自动化技术的不断发展，智能设备的兴起，医疗器械和航空航天领域的需求增加，市场规模的扩大是必然趋势。三、企业格局：企业业绩指标承压，仍持续致力于创新和发展据QYResearch数据，2022年全球空心杯电机CR5为67%，前五名企业包括Faulhaber、Portescap、AlliedMotionTechnologies、MaxonMotor及NideCopalCorporation，国际头部企业历史沉淀悠久，技术积累深厚，营收规模处于前列；国内生产企业鸣志电器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯电机产品布局，由于发展较晚，在规模和技术积累等方面与国际头部企业相比存在一定差距。四、发展趋势：智能化驱动行业发展，空心杯电机拓展高端应用需求高性能永磁材料具有较高的磁能积、矫顽力、磁场稳定性和磁化可逆性，可以提供更高的磁场强度和更低的磁损耗，并使得空心杯电机能够更准确地控制和调节转子位置和速度，可以让空心杯电机在更广泛的工作温度范围内运行。空心杯电机将充分利用这些特性，提高电机的功率密度和效率，并拓展空心杯电机的应用领域，使其能够在恶劣环境条件下正常工作等。通过运用高性能永磁材料，将推动空心杯电机在高端应用领域的拓展。例如，人形机器人、航空航天、新能源汽车、风力发电等领域对高功率密度、高效率和高可靠性的电机需求较高。关键词：空心杯电机、发展环境、发展现状、企业格局、发展趋势一、发展环境：政策推动行业发展，突破空心杯电机关键核心技术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动机，在结构上突破传统电极的转子形式，从而彻底消除铁芯形成涡流所造成的功率损耗，具有良好的控制特性和伺服性能。同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。空心杯电机分为有刷和无刷两种，有刷空心杯电机转子无铁芯，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；无刷空心杯电机定子无铁芯，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，无刷空心杯电机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。空心杯电属于直流永磁的伺服、控制电动机，也可以将其归类为微特电机。主要由轴承、铸件、电刷、换向器、塑料、磁铁、线圈等组成。其在结构上突破了传统直流电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也因此具备轻量化、节能、响应迅速等优点。而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。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。空心杯电机下游领域最初被应用于航空航天、军事等尖端行业，近几年应用领域逐步扩展至民用市场，如医疗装置、消费类电子产品、电动工具、工业自动化等场景中。2023年，空心杯电机相关政策出台。3月17日，国家发改委、市监局印发《关于进一步加强节能标准更新升级和应用实施的通知》，提出在工业领域，加快修订行业强制性能耗限额标准，提升电机等重点用能产品设备强制性能效标准，努力实现标准指标国际先进；9月1日，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。引导企业加强新能源工程机械用电池、电机、电控等关键核心零部件攻关和规模应用；11月2日，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出面向人形机器人高爆发移动需求，突破高功率密度液压伺服执行器，打造高紧凑液压马达、缸、泵、阀及一体化单元系列产品。突破高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等融合的高精度电驱动执行器，打造电驱动旋转关节、电推杆产品。二、发展现状：行业市场规模不断扩大，国内技术进步空间较大空心杯电机凭借其卓越性能在市场上获得了广泛认可。相比于有刷直流电机的寿命仅有几百个小时，空心杯电机通常具有更长久的寿命，预计在1000-3000小时之间。随着工业技术飞速发展和下游需求的不断增加，全球空心杯电机行业市场规模也在持续扩大。根据NTCysd的数据显示，2022年全球空心杯电机行业市场规模为51.6亿元，同比增长了9.13%。而预计在2023年，全球空心杯电机行业市场规模将进一步扩大至56.1亿元，同比增长8.68%。该行业市场规模持续增长主要归因于空心杯电机在许多领域的广泛应用。其优异性能使其成为各种工业设备和产品中不可或缺的关键组件。随着智能化和自动化技术的不断发展，智能设备的兴起，医疗器械和航空航天领域的需求增加，市场规模的扩大是必然趋势。从区域分布来看，中国和欧洲是空心杯电机行业的主要市场。根据数据显示，2022年中国的空心杯电机产量占据全球比重的56%，欧洲占15%，北美占11%。然而，尽管中国在产量上占据了较大比重，欧洲企业在高端市场上占据着领先地位。这主要是因为在电机材料选用、本体设计和机电控制方案配置等方面，欧洲企业具有更为先进的技术和经验。他们在电机材料的理论研究和加工镀膜工艺上更为扎实，同时拥有强大的小尺寸电机设计能力和丰富的驱动配置方案。这些优势使得欧洲企业能够提供高品质、高性能的空心杯电机产品，赢得了高端市场的竞争优势。对于中国企业来说，要缩小与欧洲企业的差距，需要加强技术研发和创新能力。在电机材料的理论研究和工艺加工上进行深入探索，提高本体设计水平，并加强机电控制方案的研发与配置能力。同时，积极开展国际合作和交流，吸收欧洲企业的先进经验和技术，可以加速中国企业在高端市场的发展进程。无刷空心杯电机相比有刷空心杯电机具有更长的寿命，通常能够达到约20000小时。从产品类别来看，2022年全球有刷空心杯电机市场规模为4.92亿美元，占比为65.8%；而无刷空心杯电机市场规模为2.56亿美元，占比为34.2%。无刷空心杯电机因其较长的寿命和优秀的性能，在市场上占据着越来越重要的地位，并有望在未来继续扩大其市场份额。三、企业格局：企业业绩指标承压，仍持续致力于创新和发展据QYResearch数据，2022年全球空心杯电机CR5为67%，前五名企业包括Faulhaber、Portescap、AlliedMotionTechnologies、MaxonMotor及NideCopalCorporation，国际头部企业历史沉淀悠久，技术积累深厚，营收规模处于前列；国内生产企业鸣志电器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯电机产品布局，由于发展较晚，在规模和技术积累等方面与国际头部企业相比存在一定差距。1、鸣志电器作为国内机电产品领域的龙头企业，鸣志电器专注于智能电机技术的研究和生产制造，并致力于成为信息化和自动化领域的综合性解决方案提供商。公司主要专注于精密控制电机加直线传动、加减速机和运动控制系统的模组化产品。根据2023年前三季度的财务数据显示，鸣志电器的营业收入为19.16亿元，同比下降9.80%；归母净利润为0.84亿元，同比下降47.53%。这一下降趋势主要是由于下游需求恢复速度放缓所导致的。同时，公司还面临着上海工厂搬迁和越南生产基地启用所带来的一系列费用压力。尽管公司在市场竞争中遇到了一些挑战，但鸣志电器仍然持续致力于创新和发展。为了应对市场变化，公司可以加强与客户的紧密合作，深入了解他们的需求，并提供符合市场需求的定制化解决方案。此外，通过提高生产效率和优化成本结构，公司可以降低运营成本，并提升盈利能力。2、鼎智科技鼎智科技是一家定制化精密运动控制解决方案提供商，主要产品包括线性执行器、混合式步进电机、直流电机、音圈电机及其组件等。2023年前三季度，公司营业收入为2.38亿元，同比下降7.51%；研发投入占营收比例为6.81%，较去年年末减少2.00个百分点。虽然公司在2023年前三季度遭遇营收下降的挑战，但是公司仍致力于不断推进研发和创新，并在北交所上市，募集资金用于鼎智科技智能制造基地建设项目、鼎智科技研发中心建设项目和补充流动资金项目。此外，鼎智科技也积极开发新产品。2023年5月，鼎智科技推出了DSM系列简易模组，该模组采用鼎智高精度丝杆步进电机，并结合H级及以上滑轨组成，最大程度精简结构设计，保证有较高的精度和承载能力，运行顺滑。该模组不仅在工业生产设备中受欢迎，在医疗器械、机器人等领域也越来越广泛应用。四、发展趋势：智能化驱动行业发展，空心杯电机拓展高端应用需求1、行业逐步向智能化、模组化方向深入发展随着物联网、人工智能和自动化技术的快速发展，空心杯电机将更多地融入智能化系统中。通过与传感器、控制器和通信设备的连接，实现远程监控和控制，从而提高生产效率和精确度。与此同时，智能化的空心杯电机将能够自动调整运行参数、进行故障诊断和预测维护，减少人工干预和提高系统的可靠性。为了满足用户对灵活性和定制化需求的增加，空心杯电机将趋向于模块化设计。模组化设计使得不同功能的模块可以独立设计和组装，从而实现快速定制和替换。用户可以根据具体需求选择不同的模块，例如不同的功率、转速范围或接口类型，从而简化产品开发流程和降低成本。此外，模块化设计还能够提高产品的可维护性和升级性。因为模块之间是相互独立的，所以当某个模块出现故障需要维修时，只需更换该模块而不会影响其他模块的正常运行。同时，通过升级某些模块，可以使整个系统具备更高的性能和功能。2、高性能永磁材