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电机百亿级增量空间？空心杯电机为什么突然这么猛！
金陵电机 2023-10-27 16:33 上海 听全文
一直以来应用医疗器械、航空航天等高端领域的空心杯电机，在人形机器人带来巨大增量空间的当下，投资逻辑已经发生变化。
什么是空心杯电机？
空心杯电机是一种微型伺服直流电机，由定子和转子两大核心部分组成，通常来讲尺寸一般较小通常不超过40mm。在结构上突破了传统直流电机的结构形式，采用的是无铁芯转子，其电枢绕组为空心杯线圈，形状类似水杯，因此被称为“空心杯电机”。
空心杯电机应用特性
与传统直流电机对比来看，一般的直流有刷电机的转子是固定在铁芯上的线圈，而空心杯电机最大的不同在于其电机绕组取消了铁芯结构设计，转子仅由线圈按照一定的排列绕制而成。
据了解，空心杯电机首先具备节能特性，由于无铁芯设计彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，能量转换效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分产品可达到90%以上(铁芯电动机一般在70%)。
同时具备控制特性，其起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，部分产品可以达到10毫秒以内(铁芯电动机一般在100毫秒以上);在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节。
此外还有拖动特性，即运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，作为微型电动机其转速波动能够容易的控制在2%以内;以及轻量化特性，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻1/3-1/2，能量密度大幅度提高。
空心杯电机可以说是高端的直流、永磁、伺服微特电机，上游原材料与微特电机原材料类似，包括铜、钢材、磁钢、轴承、塑料等。空心杯电机最初被应用于航空、航天、军事等尖端行业，近年来其应用领域逐步扩展至民用行业，如医疗装置、消费类电子产品、电动工具、工业自动化等场景。
百亿级新增市场空间
空心杯电机属于微特电机的一个细分领域，相关数据显示，全球空心杯电机目前市场规模预计15亿美元(折合人民币约108亿元)。原本市场规模并不大，但是人形机器人的发展，给其带来了广阔的增量空间。
得益于以ChatGPT为代表的大模型使得通用人工智能得到质的飞跃，有望从语言能力、视觉能力、运动控制和降低成本等几个方面推动人形机器人的落地，加上特斯拉作为行业标杆，5月在TeslaAIDay发布的Optimus最新进展超预期，量产预期提前，人形机器人热度陡然飙升。
据马斯克表示，Optimus 有望于2023年底开始交付，2023~2025年目标交付量分别为10万台/50万台/100万台。人形机器人为空心杯电机带来新业务增量，假设特斯拉人形机器人量产25/100万台，对于空心杯电机采购额为18/72亿元，新增人形机器人市场弹性为17%/67%。
“未来每个人都会拥有一个人形机器人，如果人形机器人和人的比例是2比1左右，那么人们对机器人的需求量可能是100亿乃至 200 亿个。”预计到2025年，空心杯电机有望迎来近百亿级别的新增市场空间。
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