2022年空心杯电机行业发展现状、市场规模及国内外主要竞争厂商分析

空心杯电机属于直流、永磁、伺服电机。空心杯电机与传统电机的转子结构不同，采用无铁芯转子，线圈通过连接板，和换向器、主轴链接到一起，共同组成转子。由于线圈形状像个杯子，因此称为空心杯。无铁芯结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，能量转换效率提高，最高可达90%+，同时降低电机重量和转动惯性，可达到更高的控制和拖动特性。空心杯电机分为有刷和无刷两种。1）空心杯有刷电机：采用电刷换向，转动过程中会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷，电机寿命有限，平均为几千小时；容易产生电火花和电磁波，干扰电子设备；优势在于，有刷电机不存在涡流损耗，特别是在高速运转下，相比无刷电机的损耗显著更低；结构更简单，成本更低；2）空心杯无刷电机：采用电子换向，通过霍尔元件感知永磁体位置，电子线路切换线圈中电流的方向，进而改变磁力，其优势在于消除了电刷的损耗和电火花对电子设备的干扰，寿命可达到数万小时，但无刷电机存在涡轮损耗，涡轮功率损耗随速度的平方增加；另外添加了换向器和控制器等，增加了系统的组件和成本。

空心杯电机特点

资料来源：Maxon motor AG

空心杯电机优势

资料来源：Maxon motor AG

根据高盛预测，人形机器人到2030年将填补美国制造业劳动缺口的4%，到2035年填补全球养老需求缺口的2%，预计未来10-15年内，人形机器人市场规模将达60亿美元。人形机器人的商用属性要求其具备更加灵活的应用场景，其手指应具备更高的自由度。此外，人形机器人的手指空间狭小，因而人形机器人手指关节需配备更多小型化且能够输出较大力的电机。空心杯电机结构紧凑、能量密度高、功率低，完美契合人形机器人对应手指关节轻量化、高精度等需求，从而满足手部运动的快速响应。

全球空心杯电机市场正在迅速发展，根据Market Watch 机构数据，2022年全球空心杯电机市场规模为5.329亿美元，预计2028年市场规模将达到7.019亿美元，年复合增长率为4.7%。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。

空心杯全球竞争格局高度集中，目前海外厂商为主。全球空心杯电机市场的主要制造商包括Faulhaber、Maxon、Portescap、Allied MotionTechnologies等公司，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。

国内企业主要采用手工绕线的方式生产，在生产效率、产品寿命、精度方面，因此相较海外厂商仍存在一定的技术差距。相比普通电机，空心杯电机由于少了铁芯支撑，对线圈要求较高。国内厂商更注重成本控制，缺乏对高端技术的投入，导致技术水平相对滞后，同时在减速器等机械件上依然在追赶海外企业。近年来国内也涌现出一批优秀的厂商，以鸣志电器、鼎智科技（江苏雷利子公司）、伟创电气为主的国内企业也在不断进步，依托国产企业降本能力，有望在机器人这块细分市场取得相应进展。其中鸣志电器为运动控制领域优质的出口企业，空心杯电机畅销国内外；江苏雷利和鼎智科技的空心杯电机为共同研发生产，产品广泛应用于军工、半导体、医疗等领域，同时当前多款样品处在测试阶段。

Ø  鸣志电器成立于1994年，以步进电机起家，是打破日企垄断、进入混合式步进电机全球前十的唯一家内资企业，目前混合式步进电机的市场份额全球前三，达到10%以上。2019年，鸣志电器收购瑞士Technosoftmotion，该公司早期曾为全球最强的空心杯电机企业Maxon代工电机，在控制电机的驱动控制系统始终保持全球领先技术，获得了独有的电机控制算法、独有的TML运动编程语言，完善了空心杯、无齿槽电机布局，进入欧洲市场。

Ø  鼎智科技（江苏雷利）主要优势在于自动化生产，公司自研高速无槽无刷电机制造一体化技术，已实现空心杯电机全自动量产，并能针对客户的不同需求提供定制化产品和组件，当前多款样品处在测试阶段。

Ø  伟创电气研制的空心杯电动机具有高转速、高扭矩、低噪音振动的优势，电机运行平稳、更精确的控制，电机结构紧凑让电机提供了更高的效率和功率密度。

空心杯电机的结构拆解

资料来源：Maxon motor AG