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國金證券：當(dāng)前電機(jī)市場空間較大人形機(jī)器人催化下有望加速國產(chǎn)替代

2023-07-31 14:36:23來源：智通財經(jīng)

國金證券發(fā)布研究報告稱，考慮當(dāng)前電機(jī)市場空間較大，同時國內(nèi)廠商在無框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域仍有較大提升空間，在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展催化下，國內(nèi)廠商有望加速實現(xiàn)國產(chǎn)替代，建議重點關(guān)注無框力矩電機(jī)領(lǐng)域的步科股份(688160.SH)，空心杯電機(jī)領(lǐng)域的鳴志電器（603728）(603728.SH)、拓邦股份（002139）(002139.SZ)、江蘇雷利（300660）(300660.SZ)。

國金證券主要觀點如下：

電機(jī)分為哪些類型?

(資料圖片僅供參考)

電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，按應(yīng)用領(lǐng)域分為動力電機(jī)和控制電機(jī)。動力電機(jī)輸出功率大，驅(qū)動性能好，常應(yīng)用于汽車、家電等領(lǐng)域?？刂齐姍C(jī)控制精度高、響應(yīng)速度快，常在控制系統(tǒng)中承擔(dān)執(zhí)行、檢測和解算功能。

控制電機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單但效率和精度較低，多用于辦公自動化、通信設(shè)備、印刷設(shè)備等領(lǐng)域。伺服電機(jī)增加了編碼器與反饋機(jī)制，控制精度高，適用于半導(dǎo)體、工業(yè)自動化、機(jī)器人等領(lǐng)域?？招谋姍C(jī)屬于特殊的伺服電機(jī)。力矩電機(jī)以扭矩為控制方向，在電動機(jī)低速時仍能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并提供穩(wěn)定的力矩給負(fù)載，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強(qiáng)、響應(yīng)快等優(yōu)點，分為有框力矩電機(jī)和無框力矩電機(jī)。

無框力矩電機(jī)：機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)，國內(nèi)外廠商性能仍有差距

為什么機(jī)器人關(guān)節(jié)要用無框力矩電機(jī)?機(jī)器人關(guān)節(jié)要求電機(jī)體積小、扭矩大、響應(yīng)快。而無框力矩電機(jī)僅由轉(zhuǎn)子和定子組成，體積小，同時具有較高的功率，低轉(zhuǎn)速情況下能夠輸出更大扭矩，更符合人形機(jī)器人的需求。

如何看待無框力矩電機(jī)的壁壘、競爭格局?(1)壁壘：磁路和工藝設(shè)計。海外廠商起步早，工藝技術(shù)擁有先發(fā)優(yōu)勢，例如科爾摩根采用分布式的分?jǐn)?shù)槽及碳纖維綁扎技術(shù)，TQ Robodrive采用模塊化定子和環(huán)氧塑封灌膠技術(shù)。國內(nèi)企業(yè)起步晚，工藝水平和國外相比存在差距。(2)格局：全球龍頭為科爾摩根，國內(nèi)外廠商產(chǎn)品性能仍有差距?？茽柲Ω侨驘o框力矩電機(jī)龍頭，其電機(jī)性能在全球處于第一梯隊。國內(nèi)目前進(jìn)展較快的公司包括步科股份、航天電器（002025）。相比海外龍頭，國產(chǎn)無框力矩電機(jī)輸出扭矩較小，在產(chǎn)品性能方面仍有差距。

空心杯電機(jī)：靈巧手動力之源，國產(chǎn)替代空間廣闊

為什么機(jī)器人靈巧手要用空心杯電機(jī)?靈巧手空間狹小，需要配備小型化且控制精度高的電機(jī)。空心杯電機(jī)屬于特殊的伺服電機(jī)，采用無鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，具有體積小、控制精度高、壽命長、轉(zhuǎn)速快、能效高、能量密度大等優(yōu)勢，完美契合了靈巧手對驅(qū)動電機(jī)的輕量化和高精度要求。

如何看待空心杯電機(jī)的壁壘、競爭格局?

壁壘1：線圈繞組設(shè)計。(1)線圈成型方式分為卷繞生產(chǎn)和一次成型生產(chǎn)，后者工藝簡單、效率高。國內(nèi)廠商多采用卷繞式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，廢品率高，線圈直徑小。(2)線圈繞法分為直繞形、馬鞍形和斜繞形，其中斜繞形和馬鞍形工藝簡單，具有輸出力矩大、轉(zhuǎn)動慣量小、時間常數(shù)小等優(yōu)勢，國外廠商工藝更加純熟。

壁壘2：繞線設(shè)備。海外廠商Meteor、田中精機(jī)（300461）等設(shè)備先進(jìn)，基本實現(xiàn)了繞線設(shè)備的自動化、智能化。國內(nèi)設(shè)備自動化程度低，尤其是面對較大功率電機(jī)的粗線徑線圈，在可靠性和繞制精度方面與海外廠商仍有較大差距。

格局：海外廠商技術(shù)領(lǐng)先，國產(chǎn)替代空間廣闊。空心杯電機(jī)全球頭部企業(yè)包括瑞士Maxon、瑞士Portescap和德國Faulhaber三家。國內(nèi)企業(yè)中，鳴志電器技術(shù)水平位居全球前列，拓邦股份空心杯電機(jī)已實現(xiàn)批量應(yīng)用;江蘇雷利處于小批量驗證階段;偉創(chuàng)電氣處于產(chǎn)品內(nèi)部測試階段，其余企業(yè)技術(shù)相對薄弱，國產(chǎn)替代空間廣闊。

風(fēng)險提示：人形機(jī)器人發(fā)展不及預(yù)期，國產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，行業(yè)競爭加劇。

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