国金证券发布研究报告称,考虑当前电机市场空间较大,同时国内厂商在无框力矩电机和空心杯电机技术领域仍有较大提升空间,在人形机器人产业链发展催化下,国内厂商有望加速实现国产替代,建议重点关注无框力矩电机领域的步科股份(688160.SH),空心杯电机领域的鸣志电器(603728.SH)、拓邦股份(002139.SZ)、江苏雷利(300660.SZ)。
国金证券主要观点如下:
电机分为哪些类型?
电机是将电能转换为机械能的装置,按应用领域分为动力电机和控制电机。动力电机输出功率大,驱动性能好,常应用于汽车、家电等领域。控制电机控制精度高、响应速度快,常在控制系统中承担执行、检测和解算功能。
控制电机分为步进电机、伺服电机、力矩电机。步进电机结构简单但效率和精度较低,多用于办公自动化、通信设备、印刷设备等领域。伺服电机增加了编码器与反馈机制,控制精度高,适用于半导体、工业自动化、机器人等领域。空心杯电机属于特殊的伺服电机。力矩电机以扭矩为控制方向,在电动机低速时仍能持续运转,并提供稳定的力矩给负载,具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快等优点,分为有框力矩电机和无框力矩电机。
无框力矩电机:机器人关节电机,国内外厂商性能仍有差距
为什么机器人关节要用无框力矩电机?机器人关节要求电机体积小、扭矩大、响应快。而无框力矩电机仅由转子和定子组成,体积小,同时具有较高的功率,低转速情况下能够输出更大扭矩,更符合人形机器人的需求。
如何看待无框力矩电机的壁垒、竞争格局?(1)壁垒:磁路和工艺设计。海外厂商起步早,工艺技术拥有先发优势,例如科尔摩根采用分布式的分数槽及碳纤维绑扎技术,TQ Robodrive采用模块化定子和环氧塑封灌胶技术。国内企业起步晚,工艺水平和国外相比存在差距。(2)格局:全球龙头为科尔摩根,国内外厂商产品性能仍有差距。科尔摩根是全球无框力矩电机龙头,其电机性能在全球处于第一梯队。国内目前进展较快的公司包括步科股份、航天电器。相比海外龙头,国产无框力矩电机输出扭矩较小,在产品性能方面仍有差距。
空心杯电机:灵巧手动力之源,国产替代空间广阔
为什么机器人灵巧手要用空心杯电机?灵巧手空间狭小,需要配备小型化且控制精度高的电机。空心杯电机属于特殊的伺服电机,采用无铁芯转子结构,消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,具有体积小、控制精度高、寿命长、转速快、能效高、能量密度大等优势,完美契合了灵巧手对驱动电机的轻量化和高精度要求。