机器人系列报告（二）：机器人“动力源”，看好国产电机持续突破.pdf

本期核心观点

控制电机是机器人“动力核心”。电机是一种将电能转换为机械能的

装置，主要由外壳、定子、转子、绕组组成。电机种类众多，根据不

同方式可以划分为不同种类，应用领域众多，本文主要关注应用在机

器人领域的控制电机(伺服电机)。控制电机的产业链上游主要是磁

性原材料、编码器、芯片和轴承等，其中磁性材料和编码器相对关

键：1)磁性材料对电机性能影响较大，磁性材料中钕铁硼性能较

好，渗透率有望提升；2)编码器的分辨率和精度与电机运动控制性能有着密切的关联，可分为磁编码器和光电编码器等，光编码器精度较高，成本较高，磁编码器对环境要求较低。我们认为编码器是电机核心部分，国内企业持续突破，有望加速高端电机国产化。人形机器人时代将至，有望带动无框电机&空心杯电机快速增长。机器人相关的电机可以分为伺服电机、直流电机、交流电机和步进电机，机器人需要根据不同场景去选择对应使用电机，工业机器人、服务机器人、协作机器人等机器人根据应用场景不同，会选择不同电

机：1)工业机器人对性能和精度要求较高，主要使用伺服电机；2)协作机器人追求轻量化、小型化等特性，通常采用整体式的无框电机，并采用关节一体化技术；3)人形机器人关节要求与协作机器人有相似之处，主要使用无框电机、空心杯电机。从市场角度来看，2021年机器人电机市场规模约11亿美元，随着人形机器人逐步落地，有望贡献新增量，若人形机器人数量超过100万个，将带来电机市场增量344亿元。>看好人形机器人带动国内厂商切入高端电机市场。复盘MAXON发展之路，我们认为其布局高壁垒产品+新兴领域应用，并布局上游零部件和驱控技术，是MAXON维持高利润的关键。而国内电机企业处于“量增”走向”提质”阶段，部分企业不断加速中高端电机相关行业渗透(工控等),若人形机器人加速落地，或将给国内企业带来参与先进领域设计/制造的机会：人形机器人潜在空间较大，这类高成长赛道或将带动国内企业对高端电机领域研发和布局，带动国内企业切入高端电机市场。

投资建议：我们认为人形机器人有望提高机器人相关电机市场空间，驱动国产电机突破中高端电机市场。推荐汇川技术、旭升集团(信达证券研发中心电新组&汽车组联合覆盖);建议关注空心杯电机和步进电机头部企业鸣志电器、兆威机电，工控领先企业伟创电气、无框电机制造商步科股份。> 风险因素：核心技术发展不及预期；特斯拉Optimus机器人量产不及

预期；地缘政治风险&宏观经济下行风险等。

1.1电机构成与原理介绍

电机是一种将电能转换为机械能的装置。大多数电机通过电流在导线绕组中与磁场的相互作用来产生扭矩，作用在电机轴上形成力。电机主要由定子和转子组成，定子上的绕组通电产生磁场，而转子则通过与磁场相互作用而转动。

主要组成部分可以分为：

1)外壳：外壳由一个框架(或轴心)和两个端盖(或轴承座)组成。电机的外壳不仅可以将电机的组件保持在一起，还可以保护内部组件免受湿气和污染物的影响。此外，外壳类型还会影响电机的冷却，外壳可以分为开放式外壳，完全封闭式外壳。

2)定子：定子承载磁场绕组和极。定子与转子一起构成机器的磁路或核心。

3)转子：承载电枢绕组。电枢是承载负载的部分。

4)绕组：通电后，会产生电磁力。

电机种类多，可以按照不同方式进行分类：1)从运行方式来分，有旋转电动机(含连续旋转、断续旋转和步进旋转三大类)、直线电动机、平面电动机等；2)从所用电源来分，有交流电动机(含单相和三相、同步和异步、工频和中频等多种分类)和直流电动机两大类；3)还可从电压高低、结构形式、体积或功率大小、用途、适用环境等多方面进行分类。

从应用场景来看，电机应用场景众多，在消费市场、工业、车载等都有应用。本文以机器人为切入点，重点关注在工控、工业机器人领域、人形机器人等领域应用的控制电机。

1.2电机原材料：钕铁硼渗透率有望提升，编码器国产化步入快车道

电机的上游主要是磁性材料、编码器、芯片和轴承等其他零部件，中游是电机制造，下游是工控、工业机器人等行业应用。