高速電機行業(yè)報告：高速電機的永磁化成為電機驅動技術的重要發(fā)展方向之一

• 郭夢 2023年12月20日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 360 16
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國內高速電機企業(yè)在一些細分領域還是有所突破。例如，在新能源汽車領域，國內企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)和生產高性能的永磁同步電機，以滿足新能源汽車對高效率和低能耗的需求。此外，在工業(yè)機器人、航空航天等高端領域，國內企業(yè)也在逐步提高產品的技術水平和質量，取得了一定的

高速電機通常是指轉速超過10000r/min的電機。它們因為轉速高，體積遠小于功率普通的電機，與原動機相連，取消了傳統(tǒng)的減速機構，高速電機轉動慣量小等原因，所以具有電機功率密度高，可以有效的節(jié)約材料，傳動效率高，噪音小，動態(tài)響應快等優(yōu)點。國內高速電機所需的高端材料和零部件主要依賴進口，國內供應鏈體系相對薄弱。這使得國內高速電機企業(yè)在高端產品的生產方面受到限制，難以實現(xiàn)自主生產，影響了中高端產品的競爭力。

高速電機行業(yè)報告

國內高速電機企業(yè)在一些細分領域還是有所突破。例如，在新能源汽車領域，國內企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)和生產高性能的永磁同步電機，以滿足新能源汽車對高效率和低能耗的需求。此外，在工業(yè)機器人、航空航天等高端領域，國內企業(yè)也在逐步提高產品的技術水平和質量，取得了一定的市場份額。據(jù)統(tǒng)計截至2022年末，中國高速電機行業(yè)市場規(guī)模達324.4億元，同比上年增長30.91%，主要受新能源產業(yè)影響，整體市場量價齊升，帶動國內高速電機市場規(guī)模大幅增長。

高效化與電機的轉換效率、溫升有直接的關系。效率高，能源的利用率就高，在當今節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的時代背景下顯得尤為重要。另外，效率高意味著損耗小，損耗轉換成的熱能也隨之降低，電機的溫升就可以得到有效控制，溫升的有效控制對電機絕緣性能大有益處。電機的效率跟材料學科的發(fā)展也密切相關，例如性能優(yōu)異的釹鐵硼材料應用在永磁電機中，提升了電機的效率，并且使電機的功率因數(shù)、最大轉矩倍數(shù)都有所改善。在技術發(fā)展和高性能永磁材料的不斷降價趨勢下，高速永磁電機在很多的領域必將占有越來越大的份額，不可否認的是永磁電機設計技術與制造工藝的突破和跟進。高速永磁電機轉子磁鋼固定工藝難度大，需采用新材料、新結構并結合多種磁鋼固定方法行程優(yōu)勢互補。高速永磁電機具有效率高、比功率較大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護的優(yōu)點。高速電機的永磁化成為電機驅動技術的重要發(fā)展方向之一。

據(jù)中研普華產業(yè)院研究報告《2024-2028年中國高速電機行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略咨詢報告》分析

第三章 中國高速電機行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

第三節(jié) 高速電機行業(yè)供需狀況分析

一、高速電機行業(yè)供給狀況分析

(一)全國高速電機制造行業(yè)市場規(guī)模分析

據(jù)統(tǒng)計截至2022年末，中國高速電機行業(yè)市場規(guī)模達324.4億元，同比上年增長30.91%，主要受新能源產業(yè)影響，整體市場量價齊升，帶動國內高速電機市場規(guī)模大幅增長。

圖表：2020-2022年中國高速電機行業(yè)市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：中研普華產業(yè)研究整理

(二)全國高速電機制造行業(yè)產成品分析

高速電機在優(yōu)必選機器人的應用

1、一體化驅動單元：精密諧波減速、無框力矩電機、驅動控制器、雙編碼器

優(yōu)必選科技專注于人工智能及機器人核心技術的應用型研發(fā)、前瞻性研發(fā)與商業(yè)化落地，提供包括商業(yè)服務、智慧康養(yǎng)、公共衛(wèi)生防疫在內的多行業(yè)解決方案，賦能新基建，推動各行各業(yè)服務智能化轉型升級。近年來，優(yōu)必選科技不斷深入大型人形機器人Walker的商業(yè)化應用新探索。

Walker采用了優(yōu)必選完全自研的全新高性能伺服舵機，該伺服舵機是一體化驅動單元，由無框力矩電機、精密諧波減速、驅動控制器及雙編碼器組成。擁有從4.5Nm到200Nm的系列伺服舵機作為驅動單元，速度可以達到60轉/分鐘，支持位置模式、速度模式和力矩模式三種控制方式。

優(yōu)必選科技在成立前就開始攻克伺服驅動器的難關。截止目前，公司已設計和生產了40多種不同的伺服驅動器，掌握了從0.2Nm小型伺服驅動器，到120Nm大型伺服驅動器的量產能力，并在不同系列機器人上實現(xiàn)大規(guī)模應用，做到研產銷鏈一體化。2016年，優(yōu)必選科技累計生產伺服驅動器100萬臺，2019年，累計交付含伺服驅動器的機器人100萬臺，截至2022年末公司累計交付含伺服驅動器的機器人達350萬臺。

2、優(yōu)必選大扭矩伺服舵機系統(tǒng)

目前，優(yōu)必選科技已能自主開發(fā)和量產多款小扭矩及大扭矩伺服驅動器，打破了機器人核心零部件的國際壟斷，實現(xiàn)國產化替代。公司還布局了包括高性能伺服驅動器、機械傳動、運動規(guī)劃與控制、計算機視覺與感知、智能語音交互、SLAM與導航、人機交互和手眼協(xié)調等核心技術，同時推出了機器人操作系統(tǒng)應用框架ROSA。

截至2022年末，優(yōu)必選科技在國內外布局專利近3000件，其中發(fā)明專利占比超過70%，涵蓋了人工智能和人形機器人核心技術領域，人形機器人專利數(shù)量中國領先。

關于機器人的中空設計，在一些機械臂的應用中需要走線，因為機械臂可能要串4-7個伺服驅動器，尤其是家庭應用或服務機器人，不可能在外部走線，線就要想辦法從中間穿過去，伺服驅動器做成中空是最方便的。如果是中空再加上滑環(huán)結構，就可以實現(xiàn)伺服驅動器的多圈輸出，功能也可以擴展。

圖表：優(yōu)必選大型伺服驅動器

資料來源：公司官網(wǎng)

當前，優(yōu)必選研發(fā)生產的大型伺服驅動器扭矩最大為200Nm，最小的是右下角15Nm。電壓基本上都是48V，設計方式基本上以諧波減速電機、高精度位置傳感器為主。

3、優(yōu)必選大扭矩伺服舵機及驅動器應用示例

未來的研究重點在大型的伺服驅動器，因為小型伺服驅動器可以實現(xiàn)量產，可優(yōu)化的點不多，而對于大型伺服驅動器，像Walker等大型雙足機器人的應用上還有很大的改進空間。比如現(xiàn)在大型機器人比較重，它的運動控制性能還比不上液壓等的方式的運動能力。從電驅的方向上看，還有很多要改進的地方，比如減小體積、外觀流暢、提升功率密度，達到跑和跳的動作需求等。同時伺服驅動器也有IMU功能，可以使得運動控制更加靈活。雙自由度的設計也是方向之一，比如一個自由度要加一個伺服驅動器，但可以把兩個自由度放在一個伺服驅動器里，就是一個伺服驅動器有兩個垂直的輸出，例如髖部，可以把前后的運動和側向的運動做成一體，雙自由度用來節(jié)約體積和重量。多圈旋轉模式、帶有力控功能的伺服驅動器、具有剎車/離合功能的伺服驅動器、具有彈性儲能裝置的伺服驅動器，采用新材料，降低重量等等，這些都是未來伺服驅動器的發(fā)展方向。

二、高速電機行業(yè)需求狀況分析

(一)全國高速電機制造行業(yè)銷售產值分析

從行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)來看，近年來國內電機企業(yè)不斷加大對高速電機產品的研發(fā)投入，國內高速電機產品在產能產量和產品性能表現(xiàn)上都大幅提升，2022年全國高速電機制造行業(yè)銷售產值為303.7億元，同比增長33.61%。

圖表：2020-2022年全國高速電機制造行業(yè)銷售產值分析

數(shù)據(jù)來源：中研普華研究院

(二)全國高速電機制造行業(yè)銷售收入分析

高效性、高可靠性、輕量化、小型化、智能化將是高速電機技術未來發(fā)展趨勢，將進一步為行業(yè)內公司在高速電機新技術、新產品開發(fā)以及新市場拓展方面帶來新的機遇，2022年全國高速電機制造行業(yè)銷售收入為313.5億元，同比增長32.21%。

圖表：2020-2022年全國高速電機制造行業(yè)銷售收入分析

數(shù)據(jù)來源：中研普華研究院

高速電機行業(yè)研究報告旨在從國家經(jīng)濟和產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略入手，分析高速電機未來的政策走向和監(jiān)管體制的發(fā)展趨勢，挖掘高速電機行業(yè)的市場潛力，基于重點細分市場領域的深度研究，提供對產業(yè)規(guī)模、產業(yè)結構、區(qū)域結構、市場競爭、產業(yè)盈利水平等多個角度市場變化的生動描繪，清晰發(fā)展方向。

欲了解更多關于高速電機行業(yè)的市場數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，可以點擊查看中研普華產業(yè)院研究報告《2024-2028年中國高速電機行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略咨詢報告》。

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  2024-2028年中國高速電機行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略咨詢報告

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