咨询热线

400-007-6266

010-86223221

空心杯电机行业现状分析 海外企业绕线工艺自动化程度高 处于市场领先地位

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。

、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

资料来源:观研天下整理

数据来源:观研天下数据中心整理

有刷空心杯电机占据主导无刷空心杯电机增长空间广阔

根据观研报告网发布的《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)》显示,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
控制 需要驱动控制 控制简单

资料来源:观研天下整理

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。

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。

数据来源:观研天下数据中心整理

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%。

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

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

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。

资料来源:观研天下整理

资料来源:观研天下整理

数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

百亿市场可期!我国协作机器人增长潜力突出 净出口与顺差双高增

百亿市场可期!我国协作机器人增长潜力突出 净出口与顺差双高增

当前,我国协作机器人下游应用多点开花,覆盖汽车及零部件、3C电子、机械加工、医疗保健、食品包装、新能源等多个领域。行业发展态势向好,预计2029年市场规模将突破100亿元,迈入百亿级市场,2020-2029年年均复合增长率达40.00%。

2026年02月03日
我国装载机出口需求旺盛 电动市场爆发、渗透率破20% 行业头部效应显著

我国装载机出口需求旺盛 电动市场爆发、渗透率破20% 行业头部效应显著

我国装载机总销量及国内销量呈先降后升态势,2025年实现显著增长,内外销结构趋于均衡,出口需求持续旺盛。行业电动化转型提速,电动装载机销量爆发式增长,渗透率突破20%,5吨及6吨机型成为主流。此外,行业头部效应突出,形成四大企业寡头垄断格局,未来行业竞争将聚焦电动化与智能化赛道。

2026年02月02日
我国谐波减速器行业:工业+协作机器人筑牢根基 人形机器人带来新增长点

我国谐波减速器行业:工业+协作机器人筑牢根基 人形机器人带来新增长点

此外,人形机器人市场崛起,有望成为谐波减速器核心需求新增长点。在人形机器人中,谐波减速器主要应用于上肢轻负载与高精度关节,适配对体积、重量和运动精度要求严苛的部位。

2026年02月02日
出口量价齐升对冲内需低迷局面 我国拖拉机行业迎来结构性增长机遇

出口量价齐升对冲内需低迷局面 我国拖拉机行业迎来结构性增长机遇

大型拖拉机成为行业“压舱石”,产量保持相对稳定,甚至呈现小幅增长态势。数据显示,2025年我国大型拖拉机产量达11.5290万台,同比增长1.4%,成为驱动行业稳步前行的核心力量。

2026年02月02日
国产化率突破55%!我国五轴数控机床应用拓宽、长期潜力凸显

国产化率突破55%!我国五轴数控机床应用拓宽、长期潜力凸显

五轴数控机床以其在加工能力、质量和效率方面的显著优势,已成为实现复杂空间曲面高效、精密加工的核心装备。随着技术持续突破与成本逐步下探,其应用领域不断拓展,航空航天、汽车、模具制造成为三大核心需求赛道。近年来行业发展势头强劲,市场规模持续扩容,2024年突破百亿元。同时行业国产替代进程加速推进,国产化率从2020年的18

2026年01月30日
我国点胶机行业:下游多场景驱动市场增长 定制化与供应链成竞争关键

我国点胶机行业:下游多场景驱动市场增长 定制化与供应链成竞争关键

作为制造业核心辅助设备之一,点胶机的应用场景极为广泛,已深度渗透半导体、消费电子、汽车、光伏等多个战略新兴产业及传统制造领域。近年来,伴随下游各领域智能化升级、产能扩张与工艺精细化需求提升,我国点胶机市场迎来快速发展期,规模持续扩容。

2026年01月30日
半导体国产替代+新能源浪潮双轮驱动 我国精密流体控制设备市场持续扩张

半导体国产替代+新能源浪潮双轮驱动 我国精密流体控制设备市场持续扩张

近年来,随着我国半导体产业国产化进程加速,晶圆厂扩产潮持续推动,光刻、刻蚀、薄膜沉积等前道工艺环节对精密流体控制设备的需求呈现爆发式增长。这类场景对设备性能要求极为严苛,部分先进制程需实现±0.1%满量程的超高控制精度,同时需满足超低颗粒释放(≤0.1μm)、耐强酸强碱腐蚀等极端工况标准。

2026年01月29日
我国新能源拖拉机行业:政策红利释放结构性机会 技术迭代筑牢发展核心基石

我国新能源拖拉机行业:政策红利释放结构性机会 技术迭代筑牢发展核心基石

未来,新能源拖拉机有望成为农业机械领域的新成长赛道‌。随着“双碳”目标深入推进,传统燃油农机的高能耗、高排放问题日益凸显,而新能源拖拉机凭借零排放、低噪音、智能化集成等优势,正逐步适应平原、丘陵等多样化作业场景。政策支持与市场需求的双重驱动下,该领域或将迎来技术突破与规模化应用的爆发期,成为推动农业绿色转型的关键力量。

2026年01月28日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部