01

什麼是空心杯電機？

傳統直流電機被廣泛應用於工業生產

、家用電器、交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)等(deng)領(ling)域(yu)，由(you)定(ding)子(zi)和(he)轉(zhuan)子(zi)兩(liang)大(da)核(he)心(xin)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)，空(kong)心(xin)杯(bei)電(dian)機(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)。空(kong)心(xin)杯(bei)電(dian)機(ji)在(zai)結(jie)構(gou)上(shang)突(tu)破(po)了(le)傳(chuan)統(tong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)，采用的是無鐵芯轉子
，其電樞繞組為空心杯線圈，形狀類似水杯，因此被稱為“空心杯電機”。

與(yu)傳(chuan)統(tong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)相(xiang)比(bi)
，空(kong)心(xin)杯(bei)電(dian)機(ji)首(shou)先(xian)具(ju)備(bei)節(jie)能(neng)特(te)性(xing)
，由(you)於(yu)無(wu)鐵(tie)芯(xin)設(she)計(ji)徹(che)底(di)消(xiao)除(chu)了(le)由(you)於(yu)鐵(tie)芯(xin)形(xing)成(cheng)渦(wo)流(liu)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)電(dian)能(neng)損(sun)耗(hao)
，能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)很(hen)高(gao)
，其(qi)最(zui)大(da)效(xiao)率(lv)一(yi)般(ban)在(zai)70%以上，部分產品可達到90%以上（鐵芯電動機一般在70%）。

同時具備控製特性，其起動、製動迅速，響應極快，機械時間常數小於28毫秒

，部分產品可以達到10毫秒以內（鐵芯電動機一般在100毫秒以上）；在推薦運行區域內的高速運轉狀態下，可以方便地對轉速進行靈敏的調節。

此外還有拖動特性
，即運行穩定性十分可靠
，轉速的波動很小，作為微型電動機其轉速波動能夠容易的控製在2%以內；以及輕量化特性，與同等功率的鐵芯電動機相比，其重量、體積減輕1/3-1/2
，能量密度大幅度提高。

空心杯電機可以說是高端的直流、永磁、伺服微特電機，上遊原材料與微特電機原材料類似，包括銅、鋼材
、磁鋼、軸承、塑料等。空心杯電機最初被應用於航空
、航天、軍事等尖端行業
，近年來其應用領域逐步擴展至民用行業，如醫療裝置、消費類電子產品
、電動工具、工業自動化等場景。

資料來源：《永磁無刷空心杯電機及控製器研究》，百度百科“空心杯電機”詞條

02

為什麼此刻提及空心杯電機
？

空心杯電機屬於微特電機的一個細分領域，原本市場規模並不大
，但是人形機器人的發展，給其帶來了廣闊的增量空間。

據SKYQUEST數據,2022年全球微特電機市場規模為406.5億美元
，2030年預計達到560.7億美元，2022-2030年CAGR為4.1%，其中2022年全球空心杯電機市場規模同比增長10.55%至7.48億美元
，增速、體量都很一般。

但得益於以ChatGPT為代表的大模型使得通用人工智能得到質的飛躍
，有望從語言能力
、視覺能力、運動控製和降低成本等幾個方麵推動人形機器人的落地

，加上特斯拉作為行業標杆，5月在TeslaAIDay發布的Optimus最新進展超預期，量產預期提前，人形機器人熱度陡然飆升。

2021年起人形機器人重大事件梳理 資料來源：TeslaAIday，各公司官網

參考目前的硬件架構，單台機器人的空心杯電機使用數量為12個。參考公司官網的產品報價，假設中期空心杯電機單價1000元，遠期降至800元。測算得到
，中期空心杯電機的增量空間在樂觀、中觀

、悲觀的假設下分別為12億
、6億
、1.2億元
；遠期分別為96億、48億、9.6億元。

若考慮後續全球其他品牌機器人陸續推出：其他假設不變
，假設遠期特斯拉在人形機器人中占比20%
，則空心杯電機的增量空間在樂觀、中觀
、悲觀的假設下分別為480億、240億
、48億元
；假設遠期特斯拉在人形機器人中占比50%，則空心杯電機的增量空間在樂觀、中觀、悲觀的假設下分別為192億、96億、19億元，同樣有著巨大增幅。