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。

PCB电镀设备行业:多因素驱动下市场将保持增长态势 自动化、环保化为发展方向

PCB电镀设备行业:多因素驱动下市场将保持增长态势 自动化、环保化为发展方向

虽然与欧洲、美洲、日本等国家和地区相比,我国PCB制造行业的发展起步较晚,但近年发展速度较快。尤其是进入二十一世纪以来,凭借亚洲尤其是中国大陆在劳动力、资源、政策、产业聚集等方面的优势,全球电子制造业产能向中国大陆等亚洲地区进行转移,我国成为了全球PCB产业增长的动力引擎,并迅速发展成为全球PCB制造中心。

2025年06月26日
我国储能温控行业:液冷有望超过风冷 市场正迎来重要出海机遇

我国储能温控行业:液冷有望超过风冷 市场正迎来重要出海机遇

近年来,我国储能温控行业迎来快速发展,产品销售额由2019年的2.1亿元激增至2023年的26.6亿元。这一迅猛发展主要得益于供需两端的协同推动。目前,储能温控技术主要有风冷和液冷两种方式。其中具备更高散热效率、更快散热速度和更优均温性的风冷储能温控正快速崛起,未来有望成为储能温控市场主流。我国储能温控市场竞争格局多元

2025年06月23日
我国内燃机进口量持续减少 行业加速向绿色低碳方向转型

我国内燃机进口量持续减少 行业加速向绿色低碳方向转型

我国内燃机应用市场呈现出集中化的特征,2024年乘用车和摩托车两大领域合计占比超过75%。近年来,行业总体呈现稳健发展态势,2025年1-5月销量达2164.27万台,较2024年同期增长16.36%。与此同时,其进口量从2020年200.75万台降至2024年76.92万台,但进口均价持续上涨。此外,在“双碳”战略推

2025年06月18日
我国光伏设备行业蓬勃发展 国内厂商正通过客户绑定+正向研发开拓全球市场

我国光伏设备行业蓬勃发展 国内厂商正通过客户绑定+正向研发开拓全球市场

在追求碳达峰与碳中和的国家战略引领下,光伏产业已然成为市场瞩目的焦点,其地位日益凸显,这也为光伏设备带来广阔的发展空间。发展到目前,光伏已成功超越水电,跃居全国第二大电源。2024年我国累计光伏装机容量已达887 GW,与2023年底的609 GW相比,增长45.5%,占全部装机容量的26.5%,仅次于火电;其中新增装

2025年06月17日
我国制冷设备行业下游应用场景广泛 未来市场仍有望延续正向增长

我国制冷设备行业下游应用场景广泛 未来市场仍有望延续正向增长

近年在全球经济不断增长、行业需求日益旺盛以及环保观念日益深入人心的背景下,制冷设备的应用范围正在持续扩大。目前制冷设备行业下游应用场景广泛,主要包括核电、化工、零售、食品、制药、冷链物流等行业。

2025年06月16日
我国涡旋压缩机行业:出口持续增长但增速放缓 变频产品内销占比提升

我国涡旋压缩机行业:出口持续增长但增速放缓 变频产品内销占比提升

我国涡旋压缩机主要应用于轻型商用空调、热泵及冷冻冷藏领域。随着技术的持续迭代与完善,其应用边界正不断拓展,加速向储能、数据中心、新能源汽车等新兴领域渗透。近年来,我国涡旋压缩机总销量总体呈现上升态势,展现出良好的发展韧性。这一增长主要得益于国内外市场的协同拉动,其中内需市场发挥着更为关键的驱动作用。值得一提的是,虽然近

2025年06月16日
制冰机市场稳步扩张 中国产业链完善、技术成熟 产品将向全球化、小型化发展

制冰机市场稳步扩张 中国产业链完善、技术成熟 产品将向全球化、小型化发展

制冰机是一种将水通过蒸发器由制冷系统中的制冷剂冷却后生成冰的制冷机械设备。近年来,全球制冰机行业整体呈现快速增长的态势,市场规模不断增长。数据显示,2019-2024年,全球制冰机行业的市场规模从144.8亿元增长至212.9亿元,年复合增长率为8%。预计到2028年,全球制冰机行业的市场规模将达到272亿元。

2025年06月14日
我国XR设备行业新机遇或来临 市场呈显著分化态势 AR设备实现弯道超车成为主流

我国XR设备行业新机遇或来临 市场呈显著分化态势 AR设备实现弯道超车成为主流

近年来在科技发展的浪潮中,扩展现实(XR)设备作为前沿技术的产物,一直备受关注。不过在刚刚过去的2024年,全球范围内元宇宙相关概念出现降温,使得实体的XR产品市场出现萎缩。数据显示,2024年全球XR设备出货量为731万台,同比下降10.3%。其中VR(虚拟现实)和MR(混合现实)设备在2024年的出货量为652.8

2025年06月12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