一、空心杯电机简介
空心杯电机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。
二、全球空心杯电机市场规模持续增长
德国的Dr. F. Faulhaber 在 1958 年研制出斜绕组线圈绕制技术, 并经过不断开发和完善,在 1965 年获 得空心杯电机转子线圈斜绕组专利技术,这标志着空心杯电机正式诞生。凭借卓越性能,空心杯电机下游应用领域广泛,如微型机器人、智能穿戴设备、医疗器械、无人机、机器人臂、自动化设备、精密定位系统和光学仪器等。随着空心杯电机在众多下游应用领域中的不断突破,逐渐成 为众多高端设备和系统的理想选择。
2021-2023年,全球空心杯电机市场规模由6.77亿美元增长至8.1亿美元,预计2028年全球空心杯电机市场规模达11.9亿美元。
空心杯电机性能
性能 | 简介 |
效率高、转速快 | 由于空心杯电机消除了铁芯产生的磁阻力矩和涡流效应造 成的损耗,因而可以得到很高的能量转化效率,进一步提高能源利用效率、减少能源损 耗。空心杯电机的最高效率都在 65%~85%之间,最高的可达 90%,而有刷直流电机的最 高效率一般都在 50%左右。高转速的电机能够提供更大的功率输出并减少机械振动和噪 音,空心杯电机最高转速在 10000rpm 左右,而有刷直流电机的连续力矩会随着转速的上 升快速下降,最高转速都在 5000rpm 以下。 |
响应快、寿命长 | 相比于有刷直流电机 100 毫秒以上的机械时间常数,空心 杯电机的转子惯量很小,响应时间极快,其机械时间常数一般在 28 毫秒以内,部分产品 甚至小于 10 毫秒,具有理想的控制性能,能够实现对转速的高精度控制操作。空心杯电 机的换向片数量多,使得换向时的电流波动和电机电感量更小,大幅减少换向过程中对 换向系统的电腐蚀,从而拥有更长的寿命。根据《空心杯电机定制化管理的应用研究》中的数据,有刷直流电机的寿命一般仅有几百个小时,而空心杯电机的预期寿命通常在 1000 至 3000 小时之间,能够提供更长久的可靠运行。 |
体积小、运行稳 | 空心杯电机具有较大的功率体积比,一般达 30mW/cm3, 与同等功率的铁芯电机相比,重量和体积减少了 1/3~1/2;空心杯电机没有齿槽效应,过 载能力比有刷直流电机更高,同时更小的转矩脉动让其运行稳定、可靠,转速波动小且 容易控制,一般可控制在 2%以内,可应用于高动态性能伺服系统中。 |
资料来源:观研天下整理
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三、有刷空心杯电机占据主导,无刷空心杯电机增长空间广阔
空心杯电机可分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机。有刷主要结构为定子+ 转子+电刷,永磁体为定子,电刷与换向器不断接触摩擦,在转动中起到导电和换相作用,容易产生火花。无刷主要结构为定子+转子,永磁体为转子,没有电刷,换向通过霍尔效应传感器、编码器或旋转变压器完成。
空心杯电机分类
指标 | 无刷空心杯电机 | 有刷空心杯电机 |
寿命 | 长寿命(10000h+) | 电机寿命受限(1000-3000h) |
转速 | 高转速 | 低转速 |
电磁干扰 | 可忽略 | 有电火花 |
铁损 | 有 | 无 |
控制 | 需要驱动控制 | 控制简单 |
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目前有刷空心杯电机占据主要市场,2022年占比65.8%。随着空心杯电机技术的持续成熟,无刷空心杯电机占比持续提升,预计2028年达42.2%,较2022年提升8个百分点。
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四、中国为全球第一大空心杯电机市场
中国是全球第一大空心杯电机市场,2021年中国、欧洲和其他地区市场规模分别占比35.45%、25.85%、38.70%。中国空心杯电机面临更加广阔的应用前景和市场需求。2022-2023年中国空心杯电机市场规模由2.6亿美元增长至2.9亿美元,占全球空心杯电机市场规模的比重由34.67%提升至35.80%;预计2028年中国空心杯电机市场规模将达4.7亿美元,占全球空心杯电机市场规模的比重为39.50%。
数据来源:观研天下数据中心整理
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五、海外头部空心杯电机企业处于市场领先地位
空心杯电机工艺流程复杂,加工难度远超普通直流有槽电机,行业具备较高的技术门槛。绕线是空心杯电机核心技术壁垒所在,按照线圈的成型方式主要分为人工绕线、绕卷式生产技术、一次成型生产技术三类。海外绕线工艺发展早,主要采用一次性绕制成型的生产技术,自动化程度高于国内;而国内主要采用绕卷式生产,工艺比较繁琐,工人劳动强度大,无法完成线径较粗的线圈,废品率高。因此现阶段Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及 Nidec Copal Corporation等海外头部空心杯电机企业处于领先地位,占据行业绝大多数市场,根据数据,2022年全球空心杯电机CR5达67%。
空心杯电机线圈生产技术
生产技术 | 简介 |
人工绕线 | 通过一系列复杂的工艺,包括插针、手动卷线、手动排线等步骤进行生产。 |
绕卷式生产技术 | 绕卷式生产技术是半自动化生产,首先将漆包线顺序绕到横截面为菱形 的主轴上,达到需要的长度后将其取下,然后压扁成线板,最后将线板卷绕成杯状的线圈。 以一种绕卷式空心杯为例,其制造流程大致分为以下几步:①六边形线坯线圈绕制:在斜绕 组绕线机上进行;②线坯线圈粘贴二条定型压敏胶带,脱模待展平;③展平:将定型板插入 线坯线圈,并将线圈相错拉平,再送入展平机展平,成为扁平线坯。用竹质刮板整形。剪掉 多余的胶带,仅留一只搭头,搭头应留在扁平线坯稍微隆起的一面,以利卷筒成行;④卷筒: 把扁平线坯送入空心杯卷筒机卷筒,使线坯首尾衔接,胶带搭头粘贴于线坯首部外表,成为 空心杯线圈;⑤涂环氧定型:涂环氧胶粘剂后,放入烘箱固化定型。 |
一次成型生产技术 | 绕线机通过自动化设备将一根漆包线按规律绕到一主轴上,线圈卷绕 成杯状后取下,一次成型,不需要卷圆压扁等多道工序,自动化程度高。 |
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观研报告网发布的《中国空心杯电机行业发展深度分析与投资前景预测报告(2024-2031年)》涵盖行业最新数据,市场热点,政策规划,竞争情报,市场前景预测,投资策略等内容。更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展态势、市场商机动向、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。
行业报告是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。观研天下是国内知名的行业信息咨询机构,拥有资深的专家团队,多年来已经为上万家企业单位、咨询机构、金融机构、行业协会、个人投资者等提供了专业的行业分析报告,客户涵盖了华为、中国石油、中国电信、中国建筑、惠普、迪士尼等国内外行业领先企业,并得到了客户的广泛认可。
【目录大纲】
第一章 2019-2023年中国空心杯电机行业发展概述
第一节 空心杯电机行业发展情况概述
一、空心杯电机行业相关定义
二、空心杯电机特点分析
三、空心杯电机行业基本情况介绍
四、空心杯电机行业经营模式
1、生产模式
2、采购模式
3、销售/服务模式
五、空心杯电机行业需求主体分析
第二节 中国空心杯电机行业生命周期分析
一、空心杯电机行业生命周期理论概述
二、空心杯电机行业所属的生命周期分析
第三节 空心杯电机行业经济指标分析
一、空心杯电机行业的赢利性分析
二、空心杯电机行业的经济周期分析
三、空心杯电机行业附加值的提升空间分析
第二章 2019-2023年全球空心杯电机行业市场发展现状分析
第一节 全球空心杯电机行业发展历程回顾
第二节 全球空心杯电机行业市场规模与区域分布情况
第三节 亚洲空心杯电机行业地区市场分析
一、亚洲空心杯电机行业市场现状分析
二、亚洲空心杯电机行业市场规模与市场需求分析
三、亚洲空心杯电机行业市场前景分析
第四节 北美空心杯电机行业地区市场分析
一、北美空心杯电机行业市场现状分析
二、北美空心杯电机行业市场规模与市场需求分析
三、北美空心杯电机行业市场前景分析
第五节 欧洲空心杯电机行业地区市场分析
一、欧洲空心杯电机行业市场现状分析
二、欧洲空心杯电机行业市场规模与市场需求分析
三、欧洲空心杯电机行业市场前景分析
第六节 2024-2031年世界空心杯电机行业分布走势预测
第七节 2024-2031年全球空心杯电机行业市场规模预测
第三章 中国空心杯电机行业产业发展环境分析
第一节 我国宏观经济环境分析
第二节 我国宏观经济环境对空心杯电机行业的影响分析
第三节 中国空心杯电机行业政策环境分析
一、行业监管体制现状
二、行业主要政策法规
三、主要行业标准
第四节 政策环境对空心杯电机行业的影响分析
第五节 中国空心杯电机行业产业社会环境分析
第四章 中国空心杯电机行业运行情况
第一节 中国空心杯电机行业发展状况情况介绍
一、行业发展历程回顾
二、行业创新情况分析
三、行业发展特点分析
第二节 中国空心杯电机行业市场规模分析
一、影响中国空心杯电机行业市场规模的因素
二、中国空心杯电机行业市场规模
三、中国空心杯电机行业市场规模解析
第三节 中国空心杯电机行业供应情况分析
一、中国空心杯电机行业供应规模
二、中国空心杯电机行业供应特点
第四节 中国空心杯电机行业需求情况分析
一、中国空心杯电机行业需求规模
二、中国空心杯电机行业需求特点
第五节 中国空心杯电机行业供需平衡分析
第五章 中国空心杯电机行业产业链和细分市场分析
第一节 中国空心杯电机行业产业链综述
一、产业链模型原理介绍
二、产业链运行机制
三、空心杯电机行业产业链图解
第二节 中国空心杯电机行业产业链环节分析
一、上游产业发展现状
二、上游产业对空心杯电机行业的影响分析
三、下游产业发展现状
四、下游产业对空心杯电机行业的影响分析
第三节 我国空心杯电机行业细分市场分析
一、细分市场一
二、细分市场二
第六章 2019-2023年中国空心杯电机行业市场竞争分析
第一节 中国空心杯电机行业竞争现状分析
一、中国空心杯电机行业竞争格局分析
二、中国空心杯电机行业主要品牌分析
第二节 中国空心杯电机行业集中度分析
一、中国空心杯电机行业市场集中度影响因素分析
二、中国空心杯电机行业市场集中度分析
第三节 中国空心杯电机行业竞争特征分析
一、 企业区域分布特征
二、企业规模分布特征
三、企业所有制分布特征
第七章 2019-2023年中国空心杯电机行业模型分析
第一节 中国空心杯电机行业竞争结构分析(波特五力模型)
一、波特五力模型原理
二、供应商议价能力
三、购买者议价能力
四、新进入者威胁
五、替代品威胁
六、同业竞争程度
七、波特五力模型分析结论
第二节 中国空心杯电机行业SWOT分析
一、SOWT模型概述
二、行业优势分析
三、行业劣势
四、行业机会
五、行业威胁
六、中国空心杯电机行业SWOT分析结论
第三节 中国空心杯电机行业竞争环境分析(PEST)
一、PEST模型概述
二、政策因素
三、经济因素
四、社会因素
五、技术因素
六、PEST模型分析结论
第八章 2019-2023年中国空心杯电机行业需求特点与动态分析
第一节 中国空心杯电机行业市场动态情况
第二节 中国空心杯电机行业消费市场特点分析
一、需求偏好
二、价格偏好
三、品牌偏好
四、其他偏好
第三节 空心杯电机行业成本结构分析
第四节 空心杯电机行业价格影响因素分析
一、供需因素
二、成本因素
三、其他因素
第五节 中国空心杯电机行业价格现状分析
第六节 中国空心杯电机行业平均价格走势预测
一、中国空心杯电机行业平均价格趋势分析
二、中国空心杯电机行业平均价格变动的影响因素
第九章 中国空心杯电机行业所属行业运行数据监测
第一节 中国空心杯电机行业所属行业总体规模分析
一、企业数量结构分析
二、行业资产规模分析
第二节 中国空心杯电机行业所属行业产销与费用分析
一、流动资产
二、销售收入分析
三、负债分析
四、利润规模分析
五、产值分析
第三节 中国空心杯电机行业所属行业财务指标分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第十章 2019-2023年中国空心杯电机行业区域市场现状分析
第一节 中国空心杯电机行业区域市场规模分析
一、影响空心杯电机行业区域市场分布的因素
二、中国空心杯电机行业区域市场分布
第二节 中国华东地区空心杯电机行业市场分析
一、华东地区概述
二、华东地区经济环境分析
三、华东地区空心杯电机行业市场分析
(1)华东地区空心杯电机行业市场规模
(2)华南地区空心杯电机行业市场现状
(3)华东地区空心杯电机行业市场规模预测
第三节 华中地区市场分析
一、华中地区概述
二、华中地区经济环境分析
三、华中地区空心杯电机行业市场分析
(1)华中地区空心杯电机行业市场规模
(2)华中地区空心杯电机行业市场现状
(3)华中地区空心杯电机行业市场规模预测
第四节 华南地区市场分析
一、华南地区概述
二、华南地区经济环境分析
三、华南地区空心杯电机行业市场分析
(1)华南地区空心杯电机行业市场规模
(2)华南地区空心杯电机行业市场现状
(3)华南地区空心杯电机行业市场规模预测
第五节 华北地区空心杯电机行业市场分析
一、华北地区概述
二、华北地区经济环境分析
三、华北地区空心杯电机行业市场分析
(1)华北地区空心杯电机行业市场规模
(2)华北地区空心杯电机行业市场现状
(3)华北地区空心杯电机行业市场规模预测
第六节 东北地区市场分析
一、东北地区概述
二、东北地区经济环境分析
三、东北地区空心杯电机行业市场分析
(1)东北地区空心杯电机行业市场规模
(2)东北地区空心杯电机行业市场现状
(3)东北地区空心杯电机行业市场规模预测
第七节 西南地区市场分析
一、西南地区概述
二、西南地区经济环境分析
三、西南地区空心杯电机行业市场分析
(1)西南地区空心杯电机行业市场规模
(2)西南地区空心杯电机行业市场现状
(3)西南地区空心杯电机行业市场规模预测
第八节 西北地区市场分析
一、西北地区概述
二、西北地区经济环境分析
三、西北地区空心杯电机行业市场分析
(1)西北地区空心杯电机行业市场规模
(2)西北地区空心杯电机行业市场现状
(3)西北地区空心杯电机行业市场规模预测
第十一章 空心杯电机行业企业分析(随数据更新有调整)
第一节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优 势分析
第二节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优劣势分析
第三节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第四节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第五节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第六节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第七节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第八节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第九节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第十节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第十二章 2024-2031年中国空心杯电机行业发展前景分析与预测
第一节 中国空心杯电机行业未来发展前景分析
一、空心杯电机行业国内投资环境分析
二、中国空心杯电机行业市场机会分析
三、中国空心杯电机行业投资增速预测
第二节 中国空心杯电机行业未来发展趋势预测
第三节 中国空心杯电机行业规模发展预测
一、中国空心杯电机行业市场规模预测
二、中国空心杯电机行业市场规模增速预测
三、中国空心杯电机行业产值规模预测
四、中国空心杯电机行业产值增速预测
五、中国空心杯电机行业供需情况预测
第四节 中国空心杯电机行业盈利走势预测
第十三章 2024-2031年中国空心杯电机行业进入壁垒与投资风险分析
第一节 中国空心杯电机行业进入壁垒分析
一、空心杯电机行业资金壁垒分析
二、空心杯电机行业技术壁垒分析
三、空心杯电机行业人才壁垒分析
四、空心杯电机行业品牌壁垒分析
五、空心杯电机行业其他壁垒分析
第二节 空心杯电机行业风险分析
一、空心杯电机行业宏观环境风险
二、空心杯电机行业技术风险
三、空心杯电机行业竞争风险
四、空心杯电机行业其他风险
第三节 中国空心杯电机行业存在的问题
第四节 中国空心杯电机行业解决问题的策略分析
第十四章 2024-2031年中国空心杯电机行业研究结论及投资建议
第一节 观研天下中国空心杯电机行业研究综述
一、行业投资价值
二、行业风险评估
第二节 中国空心杯电机行业进入策略分析
一、行业目标客户群体
二、细分市场选择
三、区域市场的选择
第三节 空心杯电机行业营销策略分析
一、空心杯电机行业产品策略
二、空心杯电机行业定价策略
三、空心杯电机行业渠道策略
四、空心杯电机行业促销策略
第四节 观研天下分析师投资建议
图表详见报告正文······