人形機(jī)器人動(dòng)力之源電機(jī)應(yīng)用要求與變革方向_第1頁(yè)
人形機(jī)器人動(dòng)力之源電機(jī)應(yīng)用要求與變革方向_第2頁(yè)
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行業(yè)行業(yè)深度報(bào)告88電機(jī)是人形機(jī)器人動(dòng)力源,性能直接影響人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力、穩(wěn)定性等多方面表現(xiàn)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換的樞紐,人形機(jī)器人電機(jī)主要采用無(wú)框力矩電機(jī)及空心杯電機(jī)。作為人形機(jī)器人核心零部件之一,電機(jī)性能直接影響人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力、靈活性、穩(wěn)定性和能效等多方面的表現(xiàn)。從特斯拉Optimus、宇樹(shù)H1/G1等多款人形機(jī)器人關(guān)節(jié)核心參數(shù)看,電機(jī)動(dòng)力輸出、能效優(yōu)化訴求突出,高性能電機(jī)是目前關(guān)節(jié)迭代的關(guān)鍵,為人形機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?;瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)。人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊,有限空間內(nèi)提升電機(jī)性能需聚焦結(jié)構(gòu)、原理、材料及控制等方向人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊,根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩公式:Te=Ke[Di2Le]ABgηcosφ∞[Di2Le]ABg,在不增加體積的情況下,實(shí)現(xiàn)扭矩/動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的提升,需提升電機(jī)電負(fù)荷、磁負(fù)荷及轉(zhuǎn)矩線性度,對(duì)應(yīng)在電機(jī)設(shè)計(jì)中需聚焦三個(gè)主要方向:結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、原理創(chuàng)新、材料與控制創(chuàng)新。1、電機(jī)本體結(jié)構(gòu)革新:①軸向磁通電機(jī):相對(duì)普通電機(jī)結(jié)構(gòu)扁平輕薄,同等條件下扭矩提升可達(dá)4倍,功率密度極高。②PCB定子電機(jī):定子線圈蝕刻在電路板上,減重50%,適合輕量化需求。③超聲波電機(jī):擁有斷電自鎖、低速大扭矩等特點(diǎn),是靈巧手驅(qū)動(dòng)的潛在競(jìng)爭(zhēng)者。④扁平線繞組:槽滿率提升20-30%,增加磁場(chǎng)強(qiáng)度,且扁線接觸面積大,散熱更優(yōu)。2、電機(jī)工作原理創(chuàng)新:諧波磁場(chǎng)技術(shù)(磁場(chǎng)調(diào)制):打破定轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)限制,大幅提升轉(zhuǎn)矩密度。3、熱管理與控制系統(tǒng)升級(jí):①散熱改進(jìn):引入液冷通道、碳納米管及相變材料,解決高負(fù)載發(fā)熱問(wèn)題。②GaN(氮化鎵)驅(qū)動(dòng):相比傳統(tǒng)MOSFET,GaN能實(shí)現(xiàn)更高頻率的PWM控制(如100kHz提升控制精度并減小驅(qū)動(dòng)器體積。2誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效2誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明靈巧手集成化設(shè)計(jì)趨勢(shì)明顯,微型電機(jī)壁壘較高我們認(rèn)為手部執(zhí)行器總數(shù)約為50個(gè)左右,按照每個(gè)微型電機(jī)200元的價(jià)格測(cè)算,Optimus的微型電機(jī)ASP約為10000元??招谋姍C(jī)和微型無(wú)框電機(jī)已成為靈巧手實(shí)現(xiàn)精確伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的理想解決方案:1)空心杯電機(jī):采用了無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,使得電機(jī)重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低,從而減少轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗;2)無(wú)框電機(jī):已精簡(jiǎn)到只剩定子和轉(zhuǎn)子,并舍棄了傳統(tǒng)的框架、軸承和軸,支持軸向長(zhǎng)度靈活調(diào)整,徑向尺寸也可以根據(jù)關(guān)節(jié)腔定制,甚至能實(shí)現(xiàn)徑向安裝或中空貫通布局,這種靈活性能讓工程師“創(chuàng)造關(guān)節(jié)”而不是被動(dòng)地“適配電機(jī)”。建議關(guān)注具備高壁壘技術(shù)以及規(guī)?;圃炷芰Φ凝堫^企業(yè)推薦關(guān)注臥龍電驅(qū)、偉創(chuàng)電氣、鳴志電器、江蘇雷利、信捷電氣、科爾摩根、尼得科。2誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效2誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明傳統(tǒng)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式:Te提升負(fù)荷與轉(zhuǎn)矩線性度資料來(lái)源:磁場(chǎng)調(diào)制—高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展,華提升電負(fù)荷提升磁負(fù)荷44誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明重點(diǎn)關(guān)注公司及盈利預(yù)測(cè)投資評(píng)級(jí)江蘇雷利誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明電機(jī)新技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期人形機(jī)器人商業(yè)化落地不及預(yù)期行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇與格局惡化原材料價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明執(zhí)行器是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的核心部件,軀干按傳動(dòng)形式可分為旋轉(zhuǎn)與線性兩類(lèi)。執(zhí)行器(即一體化關(guān)節(jié))是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵組件,是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的核心動(dòng)力單元。電機(jī)作為執(zhí)行器的核心零部件,負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,為整體運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力。人形機(jī)器人軀干中的執(zhí)行器可分為兩類(lèi):旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器與線性執(zhí)行器,主要區(qū)別在于其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式——前者通常采用減速器,后者則采用行星滾柱絲杠。以特斯拉Optimus為例,其全身配置14個(gè)線性執(zhí)行器與14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器,通過(guò)協(xié)同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)精確靈活的運(yùn)動(dòng)控制。此外,機(jī)器人靈巧手中同樣需要電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。圖表:特斯拉Optimus執(zhí)行器圖表:靈巧手結(jié)構(gòu)8誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效8誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明電機(jī)作為人形機(jī)器人的核心部件之一,其性能直接影響人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力、靈活性、穩(wěn)定性和能效等方面的電機(jī)的峰值扭矩為機(jī)器人提供負(fù)重作業(yè)、復(fù)雜動(dòng)作執(zhí)行的動(dòng)力支撐,是實(shí)現(xiàn)重載操作、越障移動(dòng)等功能的基礎(chǔ);電機(jī)高扭矩密度則通過(guò)“輕量化+高效動(dòng)力輸出”的結(jié)合,大幅提升機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性,同時(shí)降低能耗以電機(jī)的輸出精度與穩(wěn)定性,是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)行走、精準(zhǔn)操作、動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵保障,從細(xì)微動(dòng)作的精準(zhǔn)控制到復(fù)雜場(chǎng)景下的姿態(tài)調(diào)整,均依賴電機(jī)的穩(wěn)定動(dòng)力響應(yīng)。電機(jī)性能不穩(wěn)定會(huì)造成機(jī)器人摔倒電機(jī)散熱影響機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)能力77誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明北京亦莊半程馬拉松:人形機(jī)器人充電北京亦莊半程北京亦莊半程馬拉松:人形機(jī)器人充電北京亦莊半程馬拉松:噴射冷卻液為人形機(jī)器人散熱人形機(jī)器人對(duì)電機(jī)的核心性能需求正持續(xù)攀升。從宇樹(shù)H1/G1、特斯拉Optimus、智元靈犀X1等多款人形機(jī)器人關(guān)節(jié)的核心參數(shù)來(lái)看:一方面,動(dòng)力輸出要求逐步提高,例如宇樹(shù)H1膝部關(guān)節(jié)電機(jī)的峰值扭矩已達(dá)360N?M,為機(jī)器人復(fù)雜動(dòng)作與負(fù)重作業(yè)提供支撐;另一方面,輕量化與能效優(yōu)化的訴求突出,宇樹(shù)H1、智元靈犀X1的扭M/kg,體現(xiàn)出電機(jī)在控制自身重量的同時(shí),需實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)力輸出效率,電機(jī)的效率將直接影響機(jī)器人的續(xù)航能力。各類(lèi)機(jī)器人核心關(guān)節(jié)參數(shù)對(duì)比膝部關(guān)節(jié)膝部關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)資料來(lái)源:各機(jī)器人官網(wǎng),機(jī)器人大講堂,7誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效7誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明人形機(jī)器人高性能關(guān)節(jié)的“高性能”主要體現(xiàn)在動(dòng)力及控制。其核心是仿生運(yùn)動(dòng)能力與工業(yè)級(jí)可靠性的融合,技術(shù)演進(jìn)路徑可概括為:材料革命→結(jié)構(gòu)集成→控制智能→系統(tǒng)仿生。隨著3D打印、AI算法和新型材料的突破,未來(lái)關(guān)節(jié)有望實(shí)現(xiàn)300Nm/kg扭矩密度和98%能效,為人形機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)模化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明1.5電機(jī)是執(zhí)行器核心部件,通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換電機(jī)是通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量或信號(hào)轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備,可按功能或結(jié)構(gòu)分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等多種類(lèi)型。電機(jī)是一種依靠電磁感應(yīng)原理運(yùn)行的電氣設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換,或不同形式電能及信號(hào)之間的傳遞與轉(zhuǎn)換。電機(jī)種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)多樣、性能各異,通常可電機(jī)主要分類(lèi)產(chǎn)品將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量,拖動(dòng)被控制元件,從而達(dá)到機(jī)將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);可以通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制電機(jī)的角位移量,從而達(dá)到精確一種扁平型多極永磁直流電動(dòng)機(jī)。其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導(dǎo)體數(shù),以降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速脈動(dòng)。力矩電動(dòng)機(jī)有直流力矩電動(dòng)機(jī)和交流力矩電動(dòng)機(jī)兩種。直流電動(dòng)機(jī)可分為有換向器和無(wú)換向器兩大類(lèi)。直流電動(dòng)機(jī)有較好的控制特性。直流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)、價(jià)格、維護(hù)方面不如交流電動(dòng)機(jī),但是由于交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制問(wèn)題一直未得到很好的解決方案,而直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),所以目前直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛,尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。直流電動(dòng)機(jī)可分為有換向器和無(wú)換向器兩大類(lèi)。直流電動(dòng)機(jī)有較好的控制特性。直流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)、價(jià)格、維護(hù)方面不如交流電動(dòng)機(jī),但是由于交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制問(wèn)題一直未得到很好的解決方案,而直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),所以目前直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛,尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。機(jī)異步電動(dòng)機(jī)是基于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換在交流電的驅(qū)動(dòng)下,轉(zhuǎn)子與定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)的定子和異步電動(dòng)機(jī)的完全一樣;但其轉(zhuǎn)子有“凸極式”和“隱極式”兩種。凸極式轉(zhuǎn)子的同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,但是機(jī)械強(qiáng)度較低,適用于低速運(yùn)行場(chǎng)合;隱極式同步電動(dòng)機(jī)制造工藝復(fù)雜,但機(jī)械強(qiáng)度高,適用于高速運(yùn)行場(chǎng)合。機(jī)最有代表性的位置信號(hào)電機(jī):旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器和自整角機(jī);最有代表性的速度信號(hào)電機(jī)是測(cè)速發(fā)電機(jī),其實(shí)質(zhì)上是一種將轉(zhuǎn)速變換為電信號(hào)的機(jī)電出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。從工作原理上講,它屬于資料來(lái)源:華鑫證券研究所根據(jù)SUMZI等公開(kāi)資料整理為阻尼元件、微分元件、積分元件和測(cè)速元件來(lái)使用。誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.1電機(jī)扭矩和旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生由磁場(chǎng)和電流之間的相互作用產(chǎn)生電機(jī)旋轉(zhuǎn)是定轉(zhuǎn)子相互排斥/吸引的周期行為體現(xiàn),由線圈匝數(shù)、磁通量等多因素決定。電流在線圈中流動(dòng)時(shí)由磁體和磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的排斥/吸引,利用來(lái)自相同磁極的排斥力和不同磁極的吸引力來(lái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。然后,通過(guò)控制定子上纏繞線圈的電流方向,依次切換定子磁場(chǎng),使轉(zhuǎn)子(帶永磁體)旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)勢(shì)大小由線圈匝數(shù)、磁通量變量決定。電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理法拉第電磁感應(yīng)定律誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.2人形機(jī)器人性能突破關(guān)鍵:功率/扭矩密度提升在機(jī)器人本體空間有限的約束下,提升電機(jī)功率及扭矩密度,是增強(qiáng)整機(jī)性能與靈巧手抓握能力的重要途徑。根據(jù)D2L規(guī)則,轉(zhuǎn)矩的增加與電機(jī)疊片長(zhǎng)度的增加成正比,或者與力矩臂直徑增加的平方成正比。電機(jī)峰值扭矩性能直接決定人形機(jī)器人的整體動(dòng)態(tài)表現(xiàn),而當(dāng)前功率密度不足則限制了靈巧手的抓取力上限。因此,在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電機(jī)功率與扭矩密度的進(jìn)一步提升,已成為推動(dòng)人形機(jī)器人整體性能進(jìn)階的主要技術(shù)方向。D2L規(guī)則誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明傳統(tǒng)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式:Te提升負(fù)荷與轉(zhuǎn)矩線性度資料來(lái)源:磁場(chǎng)調(diào)制—高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展,華鑫證提升電負(fù)荷提升磁負(fù)荷誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.4高效電機(jī)是高性能關(guān)節(jié)關(guān)鍵,聚焦功率密度、高動(dòng)態(tài)等三維度人形機(jī)器人電機(jī)有三個(gè)關(guān)鍵需求:高效率、高動(dòng)態(tài)和高功率密度。需要從電機(jī)結(jié)構(gòu)、原理等方向出發(fā)實(shí)現(xiàn)電機(jī)性能提升。能在短時(shí)間內(nèi)承受過(guò)載。高動(dòng)態(tài):整個(gè)驅(qū)動(dòng)器(電機(jī)、機(jī)構(gòu)、接線、傳感器和控制器)的慣性應(yīng)盡可能低,電動(dòng)機(jī)從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的電機(jī)主要技術(shù)方向及其特點(diǎn)高誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.5軸向磁通電機(jī):磁通量平行于軸線的電軸向磁通電機(jī)通過(guò)改變磁通方向與結(jié)構(gòu)布局,使轉(zhuǎn)子位于定子側(cè)面,實(shí)現(xiàn)更高的功率密度與設(shè)計(jì)靈活性。軸向磁通電機(jī)(又稱“盤(pán)式電機(jī)”)是一種磁通路徑區(qū)別于傳統(tǒng)徑向電機(jī)的創(chuàng)新型電機(jī),其氣隙為平面結(jié)構(gòu),氣隙磁場(chǎng)方向與電機(jī)軸線平行。與普通電機(jī)相比,軸向磁通電機(jī)在結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子位于定子的側(cè)面,而非包覆于定子內(nèi)部。此設(shè)計(jì)使轉(zhuǎn)子直徑可顯著增大,從而帶來(lái)更高的轉(zhuǎn)矩密度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性,成為新一代高性能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。軸向磁通電機(jī)爆炸圖軸向與徑向磁通電機(jī)磁場(chǎng)通路誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.5軸向磁通電機(jī):設(shè)計(jì)靈活,可根據(jù)定轉(zhuǎn)子不同數(shù)量組合成多類(lèi)型軸向磁通電機(jī)可根據(jù)定轉(zhuǎn)子組合分為多種結(jié)構(gòu)形式,不同配置在功率密度、受力特性及應(yīng)用領(lǐng)域上各具優(yōu)勢(shì)。根據(jù)定子與轉(zhuǎn)子的組合方式,軸向磁通電機(jī)可分為以下四種典型結(jié)構(gòu):1、單定子/單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):由一個(gè)轉(zhuǎn)子與一個(gè)定子組成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積緊湊,但存在單邊2、單定子/雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):由一個(gè)內(nèi)定子與兩個(gè)外轉(zhuǎn)子構(gòu)成,功率密度高,能在有限空間內(nèi)3、雙定子/單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):由一個(gè)內(nèi)定子與兩個(gè)外轉(zhuǎn)子組成,結(jié)構(gòu)對(duì)稱性好,可有效降低單大型風(fēng)力與水力發(fā)電機(jī)組等大功率場(chǎng)景。軸向磁通電機(jī)各參數(shù)對(duì)比軸向磁通電機(jī)組合結(jié)構(gòu)資料來(lái)源:明陽(yáng)電路,汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)新型軸向磁通電機(jī)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.5軸向磁通電機(jī):擁有高轉(zhuǎn)矩與高功率密度優(yōu)勢(shì)軸向磁通電機(jī)因轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子直徑立方成正比,在相同材料與轉(zhuǎn)速條件下可實(shí)現(xiàn)4倍扭矩提升。電機(jī)的能量輸出主要以轉(zhuǎn)矩衡量,轉(zhuǎn)矩定義為力×半徑。對(duì)于軸向磁通電機(jī),其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子直徑的立方成正比,而傳統(tǒng)徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)矩僅與轉(zhuǎn)子直徑的平方成正比,因此在相同的受力條件下,軸向磁通電機(jī)能獲得更高的轉(zhuǎn)矩輸出。功率密度與扭矩密度通過(guò)轉(zhuǎn)速相聯(lián)系,公式為P=T×ω(功率=轉(zhuǎn)矩×角速度即在相同轉(zhuǎn)速下,軸向磁通電機(jī)可實(shí)現(xiàn)更高功率輸出??傮w來(lái)看,在使用相同數(shù)量的永磁材料與銅線材料時(shí),軸向磁通電機(jī)可較徑向磁通電機(jī)實(shí)現(xiàn)4倍扭矩提升,展現(xiàn)出顯著的能量轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)。軸向磁通電機(jī)與普通徑向電機(jī)對(duì)比軸向磁通電機(jī)可實(shí)現(xiàn)更高扭矩/質(zhì)量比誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明PCB定子通過(guò)無(wú)鐵芯設(shè)計(jì)顯著減輕體積與重量,同時(shí)降低損耗并提升效率與可靠性。與傳統(tǒng)電機(jī)相比,PCB定子將銅線圈直接蝕刻在電路板上,使電機(jī)的重量和尺寸可減少約50%。在電動(dòng)汽車(chē)電源系統(tǒng)中,牽引逆變器的驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)固定的PCB定子繞組產(chǎn)生軸向磁通量,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。除了體積和重量的優(yōu)勢(shì),無(wú)鐵芯設(shè)計(jì)還可顯著減少定子磁滯損耗與渦流損耗,提升能效和單位電力輸入的物理輸出。同時(shí),通過(guò)消除傳統(tǒng)電機(jī)中銅繞組及絕緣相關(guān)的潛在故障點(diǎn),PCB定子能夠有效提高電機(jī)整體可靠性,為輕量化與高性能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供創(chuàng)新解決方案。PCB軸向磁通電機(jī)圖示誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.7諧波磁場(chǎng)電機(jī):打破勵(lì)磁和電樞單元的諧波磁場(chǎng)電機(jī)是基于磁場(chǎng)調(diào)制原理工作的新型電機(jī)。諧波磁場(chǎng)電機(jī)的勵(lì)磁和電樞單元的極對(duì)數(shù)不等,需新增調(diào)制單元進(jìn)行磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換,這種特殊的電磁現(xiàn)象稱為“磁場(chǎng)調(diào)制效應(yīng)”。在該效應(yīng)下,諧波磁場(chǎng)電機(jī)在外特性上與機(jī)械減速齒輪箱類(lèi)似,轉(zhuǎn)矩新增放大系數(shù)“極比”,從而可在相同材料選型和散熱條件下大幅提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度,具有廣闊應(yīng)用前景。諧波磁場(chǎng)電機(jī)資料來(lái)源:磁場(chǎng)調(diào)制——高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展,華誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明諧波磁場(chǎng)電機(jī)諧波磁場(chǎng)電機(jī)2.7諧波磁場(chǎng)電機(jī):工作原理為利用氣隙磁場(chǎng)諧波磁通產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)資料來(lái)源:磁場(chǎng)調(diào)制——高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展,華誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.8超聲波電機(jī):擁有自鎖及高精度等特點(diǎn),有望運(yùn)用于靈巧手超聲波電機(jī)利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)制成的新型驅(qū)動(dòng)器。超聲波電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子以及施加預(yù)壓力的機(jī)構(gòu)等超聲波電機(jī)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.8超聲波電機(jī):有較強(qiáng)物理柔韌性,易于實(shí)現(xiàn)體積非常薄的電機(jī)超聲波電機(jī)不同類(lèi)型電機(jī)對(duì)比誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明更精確的控制。GaN可通過(guò)提高電機(jī)控制回路的速度和PWM頻率。例如,100kHz的開(kāi)關(guān)頻率可以實(shí)現(xiàn)分辨率更高的電機(jī)電流,從而實(shí)現(xiàn)更小的電機(jī)電流紋波和更精確的控制。高分辨率電機(jī)電流波形也意味著可以獲得更好的正弦電流,這可以提高電機(jī)的運(yùn)行效率并減少電機(jī)發(fā)熱。減少開(kāi)關(guān)損耗。GaN器件具有更小的柵極電容和更小的輸出電容,相比Si-MOSFET可實(shí)現(xiàn)更快的開(kāi)關(guān)速度。由于關(guān)斷和開(kāi)通時(shí)間縮短,可以在較短的范圍內(nèi)控制死區(qū)時(shí)間,死區(qū)時(shí)間的縮短可降低開(kāi)關(guān)損耗。GaN尺寸更小。與MOSFET相比,GaN具有更小的RSP(比電阻、裸片面積尺寸比較這意味著與具有相同RDSon的MOSFET相比,GaN具有更小的裸片面積。GaN可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制GaN尺寸更小誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.10扁平線繞組:帶來(lái)高功率、高效率與可靠性等優(yōu)勢(shì)槽填扁平線繞組通過(guò)高槽填充率、優(yōu)化熱管理和形狀設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)更大功率、更高效率及更優(yōu)耐熱耐壓性能。高槽填充率:扁平線繞組能夠在相同空間內(nèi)容納更多導(dǎo)體,槽填充率比傳統(tǒng)圓線高出約20-30%,從而產(chǎn)生更強(qiáng)磁場(chǎng)并提升電機(jī)功率。更優(yōu)熱管理:扁平線的形狀優(yōu)勢(shì)增加了導(dǎo)線間接觸面積,增強(qiáng)散熱能力。在高槽填充率情況下,繞組間熱導(dǎo)率可提升至低槽填充率的150%,有效降低運(yùn)行溫度并延長(zhǎng)使用壽命。高速高頻工況適應(yīng)性:在高速、高頻操作下,扁線的寬高比可隨轉(zhuǎn)速優(yōu)化,增大比表面積,減輕集膚效應(yīng),提高電機(jī)效率。耐電壓與耐熱性:得益于特殊繞制方法,扁平線圈在耐壓和耐熱性能上優(yōu)于傳統(tǒng)圓線繞組,增強(qiáng)了電機(jī)的可靠性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。扁平線圈定子圖示誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明通過(guò)定子分段、轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔優(yōu)化及導(dǎo)熱材料布局,電機(jī)散熱效率顯著提升,降低渦流和滯后損耗導(dǎo)致定子鐵芯分段設(shè)計(jì):將定子鐵芯沿軸向或徑向分割,并在段間保留間隙或使用低導(dǎo)熱材料,可減少內(nèi)部熱傳導(dǎo)路徑,降低渦流和磁滯損耗產(chǎn)生的熱量。同時(shí),間隙處可設(shè)置冷卻通道或填充導(dǎo)熱材料,進(jìn)一步提升散熱效果。優(yōu)化轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔設(shè)計(jì):在轉(zhuǎn)子上設(shè)計(jì)形狀和分布獨(dú)特的通風(fēng)孔(如不對(duì)稱或螺旋布置),形成復(fù)雜氣流路徑,增加空氣與轉(zhuǎn)子之間的熱交換面積與停留時(shí)間,從而提高冷卻效率。優(yōu)化定子設(shè)計(jì):在定子齒軸向中心嵌入導(dǎo)熱材料,形成單向冷卻通道。這些通道可在不影響電氣連接的前提下,為繞組提供直接散熱路徑,同時(shí)間接冷電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化卻轉(zhuǎn)子組件,有效增強(qiáng)整體熱管理能力。誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明2.12新型材料:液冷、碳納米管等應(yīng)用有望帶動(dòng)電機(jī)散熱技術(shù)提升通過(guò)液冷通道、碳納米管導(dǎo)熱和相變材料吸熱,電機(jī)散熱效率顯著提升,實(shí)現(xiàn)高功率密度穩(wěn)定運(yùn)行。液冷通道:在定子支架外壁及支撐桿內(nèi)部設(shè)計(jì)冷卻液流路,使冷卻液可直接帶走定子鐵芯及其周?chē)€圈的熱量。另一種方式是使用帶有多個(gè)小孔的條形鋁板水通道,將鐵芯繞組線圈安置于通道內(nèi),既吸收熱量,又有效傳遞繞組熱量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)密封。碳納米管:碳納米管具有極高導(dǎo)熱性,將其與定子繞組或轉(zhuǎn)子組件結(jié)合使用,可快速傳導(dǎo)熱量。例如,在定子繞組絕緣層中添加碳納米管,既保持絕緣性能,又顯著增強(qiáng)散熱效率。相變材料:將相變材料封裝于微膠囊中,添加至電機(jī)冷卻介質(zhì)或直接填充到冷卻結(jié)構(gòu),可在溫度升高時(shí)吸收熱量,實(shí)現(xiàn)臨時(shí)熱緩沖。封裝設(shè)計(jì)可防止泄漏和腐蝕,確保電機(jī)安全可靠運(yùn)行。新型材料及散熱系統(tǒng)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明電機(jī)和滾珠/滾柱絲杠外置于手臂中,電機(jī)通過(guò)減速箱帶動(dòng)滾珠絲杠,電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為絲杠螺母的平移運(yùn)動(dòng),絲杠螺母拉動(dòng)腱繩,腱繩另一端連接到手指指骨上,拉動(dòng)手指繞關(guān)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)。由于手腕的俯仰和側(cè)擺運(yùn)動(dòng)會(huì)扭動(dòng)腱繩的位置和形狀,為了消除手腕運(yùn)動(dòng)對(duì)腱繩的影響,在腱繩外面套上硬質(zhì)彈簧,類(lèi)似自行車(chē)剎車(chē)線的原理。當(dāng)手腕運(yùn)動(dòng)時(shí),硬質(zhì)彈簧能保證腱繩中的張力不受影響。但彈簧的引入又增大了腱繩受到的摩擦力,為了減小腱繩與彈簧之間的摩擦力,在腱繩和彈簧之間套入Teflon管,既能提高傳動(dòng)效率,又解決了腱繩與彈簧之間的長(zhǎng)時(shí)間摩擦帶來(lái)的磨損問(wèn)題。腱驅(qū)動(dòng)原理資料來(lái)源:空間五指靈巧手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_韓運(yùn)崢,華鑫證券研究驅(qū)動(dòng)器外置靈巧手整機(jī)機(jī)構(gòu)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明31誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明313.2特斯拉靈巧手電機(jī)設(shè)計(jì)朝著小型化、集成化方向發(fā)展驅(qū)動(dòng)裝置:本專(zhuān)利靈巧手采用空心杯電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,這種電機(jī)以其體積小、重量輕、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),非常適合用于需要精密控制的場(chǎng)合。傳動(dòng)裝置:傳動(dòng)裝置采用繩驅(qū)結(jié)合蝸輪蝸桿的方式,既保證了傳動(dòng)的平順性,也確保了足夠的力量傳遞及自鎖性能。資料來(lái)源:人形機(jī)器人研究院,華鑫證券研究誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明323.3特斯拉靈巧手電機(jī)設(shè)計(jì)朝著小型化、集成化方向發(fā)展特斯拉股東大會(huì)視頻中,手部執(zhí)行器設(shè)計(jì)與此前不同。我們認(rèn)為手部特斯拉靈巧手新一代設(shè)計(jì)執(zhí)行器總數(shù)為17個(gè),支撐22個(gè)自由度。手部采用了顏色編碼肌腱,表明這是為了解決組裝復(fù)雜性而進(jìn)行的改進(jìn)。特斯拉靈巧手新一代腱繩設(shè)計(jì)資料來(lái)源:SoctterWalter,華鑫證券研究微型絲杠——微型電機(jī)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明33誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明333.4特斯拉靈巧手電機(jī)設(shè)計(jì)朝著小型化、集成化方向發(fā)展目前市場(chǎng)上大部分靈巧手采用的是空心杯電機(jī)、無(wú)刷有齒槽電機(jī)和微型無(wú)框電機(jī)方案。高應(yīng)節(jié)資料來(lái)源:《空心杯電機(jī)定制化管理的應(yīng)用研究》,思瀚研究院,香磁磁業(yè),御馬股份,Nanotec,華鑫證券研究誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明34微型電機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子(由鐵芯轉(zhuǎn)子和繞組構(gòu)成)、電樞繞組、電刷、換向器等部件組成??招谋姍C(jī)的轉(zhuǎn)子是直接采用導(dǎo)線繞制而成,線圈通過(guò)連接板與換向器、主軸連接在一起;從結(jié)構(gòu)上看,其是由外框架、沿外圍分布的驅(qū)動(dòng)線圈、中間的空心轉(zhuǎn)子以及附加的傳感器組成。空心杯電機(jī)屬于直流永磁的伺服控制電機(jī),也可以將其歸類(lèi)為微特電機(jī)??招谋姍C(jī)在結(jié)構(gòu)上突破傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用了無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,這種新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了因鐵芯形成渦流而造成的電能損耗;同時(shí),空心杯電機(jī)重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低,從而減少轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)變化而使電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性得到極大改善,不但具有突出的節(jié)能特點(diǎn),更為重要的是具備了鐵芯電機(jī)所無(wú)法空心杯電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)轉(zhuǎn)子通常為實(shí)心或有槽的圓柱形,內(nèi)部裝有導(dǎo)線轉(zhuǎn)速高(受限于換向系統(tǒng),最高轉(zhuǎn)速≥100鐵損較大(存在渦流損耗,最高效率約為5應(yīng)用于對(duì)性能要求較低的領(lǐng)域,如家用電器、資料來(lái)源:天孚電機(jī)官網(wǎng),上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司官網(wǎng),鳴志電器官網(wǎng),《空心杯電機(jī)定制化管理的應(yīng)用研究》,華鑫證券研究空心杯電機(jī)優(yōu)勢(shì)誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明35誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明353.6微型無(wú)框電機(jī)集成化設(shè)計(jì),小空間內(nèi)便于散熱無(wú)框電機(jī)是實(shí)現(xiàn)精確伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的控制軸的理想解決方案,包括機(jī)器人末端執(zhí)行器和機(jī)器人關(guān)節(jié)。無(wú)框電機(jī)已精簡(jiǎn)到只?;窘M件:定子和轉(zhuǎn)子,并舍棄了傳統(tǒng)的框架、軸承和軸。得益于這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)人員能夠?qū)o(wú)框電機(jī)直接安裝到機(jī)器人關(guān)節(jié)或末端執(zhí)行器組件上,以傳輸所需的扭矩。支持軸向長(zhǎng)度靈活調(diào)整,徑向尺寸也可以根據(jù)關(guān)節(jié)腔定制,甚至能實(shí)現(xiàn)徑向安裝或中空貫通布局。這種靈活性能讓工程師“創(chuàng)造關(guān)節(jié)”而不是被動(dòng)地“適配電機(jī)”。微型無(wú)框電機(jī)主要結(jié)構(gòu)圖示微型無(wú)框電機(jī)性能優(yōu)勢(shì)微型無(wú)框電機(jī)主要結(jié)構(gòu)圖示機(jī)器人關(guān)節(jié)的定位精度不僅與電機(jī)的能力、質(zhì)量有關(guān),度誤差可控制在0.02mm以內(nèi)(理想情況下),比傳統(tǒng)理論上結(jié)合AI算法可實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警。比如通過(guò)監(jiān)測(cè)電緣層老化情況;通過(guò)分析轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的異常,能識(shí)別資料來(lái)源:Maxon,御馬股份,Nanotec華鑫證券研究無(wú)框力矩電機(jī)是需要定制化的,其轉(zhuǎn)子與定誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明36誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明364.1電機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)是一個(gè)高度綜合性產(chǎn)電機(jī)公司的競(jìng)爭(zhēng)力由性能三要素、經(jīng)濟(jì)與供應(yīng)鏈以及系統(tǒng)集成能力共同決定。電機(jī)制造的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是多維度的,基于性能物理極限、經(jīng)濟(jì)可行性以及系統(tǒng)彈性。電機(jī)優(yōu)勢(shì)并非單一因素決定,而是由性能三要素、經(jīng)濟(jì)與供應(yīng)鏈因素,以及系統(tǒng)集成能力共同構(gòu)成。制造成本和可擴(kuò)展性:不同行業(yè)對(duì)成本結(jié)構(gòu)的要求差異巨大。消費(fèi)電子產(chǎn)品要求大規(guī)模自動(dòng)化和簡(jiǎn)化的生產(chǎn)流程,工業(yè)電機(jī)則要求的是多年的堅(jiān)固性和可靠性。制造上的專(zhuān)業(yè)化導(dǎo)致了制造成本和可擴(kuò)展性:不同行業(yè)對(duì)成本結(jié)構(gòu)的要求差異巨大。消費(fèi)電子產(chǎn)品要求大規(guī)模自動(dòng)化和簡(jiǎn)化的生產(chǎn)流程,工業(yè)電機(jī)則要求的是多年的堅(jiān)固性和可靠性。制造上的專(zhuān)業(yè)化導(dǎo)致了材料約束與地域風(fēng)險(xiǎn):對(duì)稀土永磁體的依賴是電機(jī)產(chǎn)業(yè)一個(gè)關(guān)鍵的戰(zhàn)略脆弱點(diǎn)。在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)的公司,需確保多元化、長(zhǎng)期穩(wěn)定的采最大限度提高功率密度與對(duì)峰值效率的要求相沖突。為了在有限空間內(nèi)壓縮更多功率,必須提高電流密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度,必然導(dǎo)致更高最大限度提高功率密度與對(duì)峰值效率的要求相沖突。為了在有限空間內(nèi)壓縮更多功率,必須提高電流密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度,必然導(dǎo)致更高對(duì)于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等需要精確位置控制的應(yīng)用,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和控制精度至關(guān)重要,精度依賴于電機(jī)的控制電子系統(tǒng)以及機(jī)械裝配的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與精度(低扭矩脈動(dòng))。高精度電機(jī)公司必須掌控制精度功率及扭矩密度功率及扭矩密度經(jīng)濟(jì)與供應(yīng)鏈因素系統(tǒng)集成:現(xiàn)代電機(jī)競(jìng)爭(zhēng)力取決于整個(gè)系統(tǒng)的效率和封壽命可靠性與認(rèn)證:在重工業(yè)等領(lǐng)域,需要卓越的絕緣系統(tǒng)、堅(jiān)固的軸承和高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)材料共同決定,與消費(fèi)電子領(lǐng)域追求的高速度、低成本和短產(chǎn)品周期的要求能效提升是全球監(jiān)管指令和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本降低的核心驅(qū)動(dòng)力。實(shí)現(xiàn)高效率需要使用專(zhuān)業(yè)的材料,例如低損耗硅鋼片和高質(zhì)量銅線,并采用先進(jìn)的繞線技術(shù)來(lái)最能源效率系統(tǒng)集成經(jīng)濟(jì)與供應(yīng)鏈因素系統(tǒng)集成:現(xiàn)代電機(jī)競(jìng)爭(zhēng)力取決于整個(gè)系統(tǒng)的效率和封壽命可靠性與認(rèn)證:在重工業(yè)等領(lǐng)域,需要卓越的絕緣系統(tǒng)、堅(jiān)固的軸承和高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)材料共同決定,與消費(fèi)電子領(lǐng)域追求的高速度、低成本和短產(chǎn)品周期的要求能效提升是全球監(jiān)管指令和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本降低的核心驅(qū)動(dòng)力。實(shí)現(xiàn)高效率需要使用專(zhuān)業(yè)的材料,例如低損耗硅鋼片和高質(zhì)量銅線,并采用先進(jìn)的繞線技術(shù)來(lái)最能源效率系統(tǒng)集成與可靠性誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明4.2臥龍電驅(qū):電機(jī)龍頭,擁有多項(xiàng)軸向磁通電機(jī)專(zhuān)利公司以電機(jī)及控制技術(shù)為核心,積極拓展機(jī)器人與AI領(lǐng)域,并在軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)與散熱等技術(shù)進(jìn)行探索。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)涵蓋電機(jī)及控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與服務(wù),產(chǎn)品可應(yīng)用于防爆、暖通、工業(yè)及新能源交通等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí),公司積極布局新興技術(shù)方向,包括機(jī)器人組件與人工智能。旗下?lián)碛卸嗉覚C(jī)器人相關(guān)子公司,如浙江希爾機(jī)器人股份有限公司。2025年3月,臥龍電驅(qū)成為智元機(jī)器人的戰(zhàn)略股東,持股約0.74%;同月,智元通過(guò)增資擴(kuò)股戰(zhàn)略注資臥龍電驅(qū)旗下浙江希爾機(jī)器人,雙方合作推進(jìn)具身智能技術(shù)及柔性制造解決方案的開(kāi)發(fā)。在技術(shù)研發(fā)方面,公司已申請(qǐng)多項(xiàng)軸向磁通電機(jī)相關(guān)專(zhuān)利,涵蓋《一種混合冷卻軸向磁通永磁電機(jī)》《一種軸向磁通定子鐵心及電機(jī)》等,主要聚焦于電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與散熱改進(jìn)。臥龍電驅(qū)營(yíng)收臥龍電驅(qū)專(zhuān)利80.0060.0040.0020.00營(yíng)業(yè)總收入——同比誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明公司是變頻器、伺服系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器專(zhuān)業(yè)制造商,現(xiàn)積極轉(zhuǎn)型場(chǎng)景化解決方案提供商。公司成立于2005年,以工業(yè)自動(dòng)化為核心,產(chǎn)品覆蓋變頻器、伺服系統(tǒng)、控制器等。變頻器方面,公司逐步構(gòu)建起覆蓋驅(qū)動(dòng)層、控制層與執(zhí)行層的全棧工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品體系,實(shí)現(xiàn)了從核心部件供應(yīng)商向系統(tǒng)解決方案平臺(tái)的戰(zhàn)略躍遷。2025年Q1-Q3公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收13.5億元,同比+16.7%,數(shù)字能源業(yè)務(wù)營(yíng)收快速增長(zhǎng)。公司毛利率穩(wěn)中有進(jìn),2025H1綜合毛利率達(dá)37.8%。公司積極研發(fā)機(jī)器人用電機(jī),產(chǎn)品覆蓋關(guān)節(jié)模組、靈巧手等多方面。隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速落地,相關(guān)產(chǎn)品收入有望快速增長(zhǎng),帶動(dòng)公司營(yíng)收進(jìn)一步提升。偉創(chuàng)電氣營(yíng)收偉創(chuàng)電氣產(chǎn)品誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明積極拓展高端設(shè)備領(lǐng)域,人形機(jī)器人有望帶來(lái)第二增長(zhǎng)曲線。公司成立于1998年,是全球領(lǐng)先的混合式步進(jìn)電機(jī)和空心杯電機(jī)制造商,專(zhuān)注于運(yùn)動(dòng)控制及智能電源領(lǐng)域核心技術(shù)和系統(tǒng)級(jí)解決方案的研發(fā)與經(jīng)營(yíng),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療器械、工業(yè)自動(dòng)化和智能照明等高端裝備領(lǐng)域。公司持續(xù)向控制電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)在激光雷達(dá)等高附加值行業(yè)持續(xù)擴(kuò)張,包括①工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域;②智能汽車(chē)及自動(dòng)駕駛/激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域;③機(jī)器人領(lǐng)域;④醫(yī)療設(shè)備和生化實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域;⑤太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域。公司空心杯電機(jī)產(chǎn)品技術(shù)全球領(lǐng)先,價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,2024年無(wú)齒槽空心杯業(yè)務(wù)在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的增長(zhǎng)接近200%。隨著新興技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和公司在人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品和市場(chǎng)布局優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn),相關(guān)業(yè)務(wù)有望實(shí)現(xiàn)更快速增長(zhǎng)。鳴志電器營(yíng)收鳴志電器產(chǎn)品5.00誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明微特電機(jī)領(lǐng)軍企業(yè),加速產(chǎn)品及全球化布局。公司成立于2006年,是國(guó)內(nèi)微特電機(jī)及組件領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),深耕家電、汽車(chē)零部件、工控、醫(yī)療等多元業(yè)務(wù)板塊,具備從研發(fā)、制造到方案交付的全鏈路能力。公司2025年Q1-Q3實(shí)現(xiàn)營(yíng)收30.08億元,同比+21.5%,新興業(yè)務(wù)如汽車(chē)電機(jī)及零部件、工業(yè)控制電機(jī)及組件板塊增速突出。公司主要客戶包括國(guó)內(nèi)外知名的家電、新能源汽車(chē)、工控、醫(yī)療器械生產(chǎn)商,其中國(guó)內(nèi)客戶主要為格力、美的、邁瑞醫(yī)療、圖達(dá)通等知名企業(yè),國(guó)外客戶主要包括LG、松下、GE、富士通、戴森、濱特爾、西門(mén)子醫(yī)療等知名企業(yè)。公司持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)品矩陣升級(jí),如激光雷達(dá)電機(jī)、空調(diào)無(wú)刷電機(jī)等在多個(gè)下游高景氣賽道實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),技術(shù)創(chuàng)新成果顯著,并通過(guò)越南、墨西哥等海外工廠加速全球化布局。江蘇雷利營(yíng)收江蘇雷利產(chǎn)品5.00誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明加速具身智能產(chǎn)業(yè)布局,國(guó)際化戰(zhàn)略成效顯著。公司于2008年成立于無(wú)錫,2016年12月登陸上交所主板。主要經(jīng)營(yíng)小型可編程邏輯控制器(PLC)、人機(jī)界面(HMI)、伺服系統(tǒng)和機(jī)器視覺(jué)等機(jī)器人核心部件等產(chǎn)品,擁有視覺(jué)感知技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。公司2025年Q1-Q3實(shí)現(xiàn)營(yíng)收13.82億元,同比+14.2%。公司在人形機(jī)器人領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,布局無(wú)框力矩電機(jī)、空心杯電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器及編碼器等核心零部件,并與參股公司長(zhǎng)春榮德合作,實(shí)現(xiàn)小批量銷(xiāo)售。同時(shí),公司加快具身智能產(chǎn)業(yè)布局,開(kāi)發(fā)適配人形機(jī)器人的產(chǎn)品,并與華為云合作推進(jìn)雙臂協(xié)作智能焊接機(jī)器人、智能移動(dòng)雙臂分揀機(jī)器人等項(xiàng)目落地,展現(xiàn)出在智能制造和機(jī)器人領(lǐng)域的前瞻性和技術(shù)實(shí)力。公司加快海外市場(chǎng)拓展步伐,重點(diǎn)布局俄羅斯、中東、東南亞、日韓等區(qū)域,2025H1海外訂單同比增長(zhǎng)近50%。信捷電氣營(yíng)收8.006.004.002.00營(yíng)業(yè)總收入——同比信捷電氣產(chǎn)品誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明技術(shù)積淀深厚,無(wú)框電機(jī)領(lǐng)軍企業(yè)??茽柲Ω↘ollmorgen)是全球出色的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和配件供應(yīng)商,憑借七十多年的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn),科爾摩根公司提供的突破性解決方案,具有突出的性能、可靠性和便捷性??茽柲Ω邪l(fā)和制造整合直線運(yùn)動(dòng)控制伺服系統(tǒng):運(yùn)動(dòng)控制器,伺服電機(jī),無(wú)框電機(jī),步進(jìn)電機(jī),伺服驅(qū)動(dòng)器,線性定位器,減速機(jī)等運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品。科爾摩根擁有世界一流的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品質(zhì)量、以及集成和定制運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)能力。公司主要發(fā)展歷程誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效請(qǐng)閱讀最后一頁(yè)重要免責(zé)聲明電機(jī)產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)顯著。公司的TBM2G無(wú)框力矩電機(jī)具備七種框架尺寸,適配48伏及以下直流電壓,可選集成不增加長(zhǎng)度的霍爾傳感器與多種熱傳感器,繞組針對(duì)3.5、15千克級(jí)協(xié)作機(jī)器人的速矩需求優(yōu)化,85℃內(nèi)性能優(yōu)異且溫度達(dá)155℃時(shí)仍能穩(wěn)定持續(xù)工作??茽柲Ω瑫r(shí)具備交流/直流伺服電機(jī)、直流有刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直驅(qū)電機(jī)等多種產(chǎn)品。公司核心伺服電機(jī)產(chǎn)品AKM2G,其機(jī)體尺寸較市面上同類(lèi)型產(chǎn)品(包括AKM上一代產(chǎn)品)小20%,并且在同等尺寸條件下,其動(dòng)力輸出能力要高出30%??茽柲Ω鶡o(wú)框力矩電機(jī)與雷賽智能,步科股份的參數(shù)對(duì)比性能參數(shù)科爾摩根(TBM2G系列)雷賽智能(FM1系列)步科股份(FMC系列)性能參數(shù)科爾摩根(TBM2G系列)雷賽智能(FM1系列)步科股份(FMC系列)轉(zhuǎn)矩(Nm)0.27-6.030.03-9.320.24-6.37定子直徑(mm)50-11525-11557.8-127額定功率(Kw)0.205-1.4300.034-1.0860.075-1.600額定轉(zhuǎn)速(rpm)2600-8000650-105002000-3000負(fù)載(kg)-45,741.0045,741.00誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效誠(chéng)信、專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)健、高效

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