国诚投顾|磁组件:材料设计进入新时代
核心观点
关节伺服电机是人形机器人运动的关键,其设计应以性能需求为指导。人形机器人使用电机作为动力,需满足高转矩密度、快速响应、轻量化和低噪音等特性。无框力矩电机和空心杯电机因结构紧凑而成为首选。不同关节位置的电机解决方案各异,传动部件与电机的组合影响性能要求。人形机器人关节结构尚待完善,具有改进潜力。以具体性能需求为导向设计电机,结合新材料研发,可能是未来发展的关键。
磁组件是伺服电机关键部件,设计适配或构筑核心壁垒。1、磁组件属于稀土永磁材料精深加工环节。生产工序较为繁杂。在永磁电机的应用中,材料研制生产、精深加工各工序都会对磁组件的性能产生影响,从而对电机的性能产生影响。
2、永磁材料磁性能最为核心,牌号储备决定定制化能力。目前永磁材料中稀土永磁材料应用得到了广泛的应用,已发展至第三代,其产品的性能与品质重要衡量指标包括剩磁Br、磁极化强度矫顽力(即内禀矫顽力)Hcj、磁感应强度矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max等指标,根据内禀矫顽力和最大磁能积,永磁材料分为不同系列和牌号。目前烧结钕铁硼综合优势最为突出,其产量占所有稀土永磁材料的比重超过90%。对于磁材企业而言,材料性能体现公司工艺技术,牌号储备则体现公司定制化能力。
3、磁组件必须与电机结构相匹配以最大化性能,涉及转子设计、永磁体布局和安装方法。电机设计的多样性对性能有显著影响,包括永磁体的用量和连接方式。转子结构对电机特性如转矩、转速、损耗和效率有重要影响,并影响加工复杂度和永磁体用量。永磁体设计,包括其尺寸、夹角和位置,也对电机性能至关重要。优化永磁体形状和参数可节省稀土材料并提升性能,磁钢的固定方式同样影响成本和性能。对磁材企业而言,磁钢设计和固定方法可能是深入参与终端产品设计、贴近客户的关键途径,提高产品附加值,并可能成为企业在人形机器人领域建立壁垒的方式。
投资策略
稀土永磁材料是人形机器人核心材料,基于机器人功能诉求驱动发展的背景下,磁组件的材料设计新时代或来临。
参考来源:2025年5月6日 民生证券 邱祖学 袁浩 人形机器人材料需求系列报告之三:磁组件:材料设计进入新时代
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