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1、 1/33 2024 年年 3 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 空心杯电机空心杯电机行业行业深度：深度：应用领域应用领域、行业格局行业格局、空间空间测算、测算、发展前景发展前景及及相关公司相关公司深度梳理深度梳理 空心杯电机采用无铁芯转子，具有节能、易控制、运行稳定等优势，生产的核心壁垒为线圈设计、线圈绕制、自动化设备。我国空心杯电机在可靠性和精度等方面和国外中高端品牌存在差距，近年来绕线机的自动化程度和绕线速度持续突破，我国空心杯电机厂商呈现加速追赶态势，机器人降本需求下将有望逐步替代外资企业份额。围绕空心杯电机，下面我们从其基本概念入手，

2、了解其分类、优势及核心零件、应用领域、核心壁垒，当前该行业发展情况及竞争格局并进行市场空间测算，并对其发展前景进行展望，方便读者深入了解这一行业。目录目录 一、概述.1 二、应用领域.5 三、核心壁垒.7 四、行业格局.10 五、空间测算.18 六、相关公司.20 七、发展前景.31 八、参考研报.33 一、概述一、概述 1.空心杯电机空心杯电机 空心杯电机是微特电机的一种，属于直流永磁的伺服控制电机，其在结构上突破传统电机的定转子结构形式，采用了无铁芯定/转子，这种新颖的定转子结构彻底消除了因铁芯形成涡流而造成的电能损耗。同时空心杯电机重量和转动惯量大幅降低，从而减少定/转子自身的机械能损耗

3、。由于定转子结构变化而使电机的运转特性得到极大改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。空心杯电机具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性，技术优势明显。作为高效率的能量转换装置，在很多领域代表了电动机的发展方向。2/33 2024 年年 3 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.优势优势 空心杯电机相较传统伺服电机取消了铁芯的结构，从本质上解决了铁芯结构固有的种种问题。参考高速永磁电机的损耗计算与温度场分析（孔晓光、王凤翔等），文中对于铁芯电机的损耗进行了分析，并按照引起的原因将损耗分为四类，分别是：定子绕组铜耗、

4、定子铁耗、转子空气摩擦损耗和转子的涡流损耗。定子铁耗（包含磁滞损耗、经典涡流损耗和异常涡流损耗）和转子涡流损耗可以通过取消定子或转子的铁芯结构来达到规避的效果。定子绕组铜耗的大小受到电机工作频率、绕组导体尺寸和在槽中排列位置等多因素影响，所以也被铁芯结构的取消所影响。转子空气摩擦损耗同电机转速的三次方成比例，故而在高速电机中转子的风磨耗占据较大比例，若转子替换为无铁芯的结构，即杯状的自支撑线圈，体积小重量轻，在高转速情况下也能达到更小的风磨耗。铁芯电机由结构带来的损耗较大，尤其是在高转速的工况下表现显著，空心杯电机的设计结构决定了其特性可以规避铁芯电机的各类问题。3/33 2024 年年 3

5、月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 对比空心杯电机和传统铁芯电机，可以发现，利用其新颖的结构特性，空心杯电机优势众多：不存在磁滞，电磁额外干扰小，能够达到极高的电机转速。由于转子结构中不存在铁芯，没有齿槽效应，使得相应的铁损较小。能量转换效率极高，能量利用率在 75%以上，部分优质电机可达 90%以上。小惯量电机转子可以达到较快的加速度，有着优异的动态响应性能，具有较好的启动和制动性能，较快的响应速度，机械时间常数较小，部分产品可以达到 10ms 以内。在高速运转状态下，转速调节灵敏，有着较为可靠的的运行稳定性。空心杯电机的能量密度比其他电机大得多，与同等功率的铁芯电机相比

6、，重量可减轻一半。3.空心杯电机分类空心杯电机分类（1）有刷空心杯电机和无刷空心杯电机有刷空心杯电机和无刷空心杯电机 空心杯电机可按照换向方式分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机，有刷、无刷空心杯电机结构的区别为定转子工作方式以及是否有换向器。有刷空心杯、无刷电机的结构有所区别：有刷空心杯电机：主要零件包括带有换向器的空心杯线圈、永磁体、换向刷和换向刷支架，其中换向器使用机械电刷，永磁体为定子，空心杯线圈为转子；4/33 2024 年年 3 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 无刷空心杯电机：主要零件包括空心杯线圈、永磁体转子和霍尔传感器 PCB。其中，换向器采用霍尔传感器探