汽车行业深度报告:轴向磁通电机:高功率密度等特点有望助力其成为下一代执行器用电机.pdf下载

轴向磁通电机结构优势明显,具有高功率密度等特点:
轴向磁通电机是一种磁通路径与转轴平行的盘式电机。相比传统径向磁通电机,在同等功率下,其重量和轴向尺寸可减半,高效区间更广,高效面积可达90%以上,扭矩密度和功率密度显著提升。设计灵活,可根据应用需求组合转子与定子数量,为电动飞行器、电动汽车及机器人关节等提供理想动力。其扁平化结构和高性能特性,有望使其成为人形机器人驱动电机的首选方案。
精密盘式结构、散热等问题制约轴向磁通电机量产
轴向磁通电机盘式结构带来制造复杂性:1、微小气隙偏差会影响磁通分布和轴向磁吸力,易引发振动与噪音,降低寿命。2、散热压力大:夹层结构和高比功率导致热容量低,转子磁钢易过热、退磁风险增加。3、成本较高:材料特殊、制造复杂,量产成本高。4、机械应力大:大半径转子在高速旋转下承受离心力,对结构稳定性构成挑战。
SMC一体压铸、定子结构优化等有望加速轴向磁通电机商业应用:
目前行业主要采用:1、SMC一体压铸:具各向同性磁性,可支持复杂三维磁通设计,适配3D打印,实现大规模稳定制造。
2、PCB定子:无铁芯设计减轻重量、降低涡流损耗,提升效率与可靠性。3、结构优化:扁平线圈提高槽填充率,磁场更强,功率增加20-30%;线圈形状优化提升散热效率。4、强化散热:液冷通道、相变材料及碳纳米管等新型应用,显著增强热管理能力。
推荐关注在SMC、PCB定子及电机领域积累较深的企业:
相关标的:卧龙电驱、信质集团、东睦股份、易德龙。

执行器是机器人实现运动的核心部件,按传动形式可分为旋转与线性两类。执行器(即一体化关节)是将电机的旋转运动转化为连杆机构运动的关键组件,是机器人实现动作的核心动力单元。电机作为执行器的核心零部件,负责将电能转化为机械能,为整体运动提供驱动力。人形机器人躯干中的执行器可分为两类:旋转执行器与线性执行器,主要区别在于其传动机构形式——前者通常采用减速器,后者则采用行星滚柱丝杠。以特斯拉Optimus为例,其全身配置14个线性执行器与14个旋转执行器,通过协同运作实现精确灵活的运动控制。

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