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（無框力矩電機和空心杯電機對比） 無框力矩電機的全球龍頭企業是美國科爾摩根(Kollmorgen)和穆格(Moog)、瑞士 Maxon。 空心杯電機的全球龍頭企業是瑞士MAXON、德國 Faulhaber。NTCysd預計2028年全球空心杯直流電機市場規模達11.86億美元，2022-2028 年CAGR為8.47%。

步科發布第四代無框力矩電機，助力具身智能機器人升級2025年7月，步科公司正式推出第四代無框力矩電機——FMK系列及配套RD系列中空驅動器，專為具身智能機器人關節設計。新一代電機在體積、重量、功率密度和溫升控制等方面實現全面優化，外徑覆蓋25至115毫米，適配多種機器人關節需求。其大中空結構便于布線布板，輕量化設計提升整機靈活性，同時具備低噪音、低振動和高可靠性等優勢。

無框力矩電機是一種以輸出扭矩為衡量指標的無框架式永磁電機，具有體積小、質量輕、慣量低、結構緊湊、功率高、 適配性強等特點，在機器人關節、傳感器萬向軸、無人機推進系統應用廣泛。不同于傳統的永磁電機，無框力矩電機沒有機殼，只有轉子和定子兩部件，這讓機器結構設計不再受制于電機殼體的束縛，可以利用機器的自身軸承支撐轉子，將電機無縫內置于機器當中。

江蘇雷利：公司已自研完成8mm有刷空心杯和10mm無刷空心杯，最高轉速可達10萬轉，16mm空心杯電機已實現批量生產，并供貨于海外市場。拓邦股份：已成功研發出高密度無框力矩電機等核心產品，空心杯電機具有高性能、低噪音、低功耗等特點，轉速可達到數千轉每分鐘，適合用于需要高精度控制的機器部件。

人形機器人的核心動作能力高度依賴于關節電機的性能。這些電機不僅要提供動力，還要精準控制動作。目前，人形機器人關節電機的主流技術方案主要包括無框力矩電機與空心杯電機、諧波減速器與行星減速器、力傳感器與電流環控制等。本文將對這些技術方案進行對比分析，并探討未來的發展趨勢。

ProSim平臺為基于仿真任務的通用型流程自動化仿真平臺，聚焦仿真流程全鏈路自動化，具有完備的定制化仿真任務（單電機仿真、電機+電控系統仿真）功能，以滿足1-N研發對成熟平臺拓展、競品分析、創新性方案驗證、跨學科聯合仿真等高效高精度仿真需求。

電機試驗平臺的功率覆蓋范圍相當廣，從用于微特電機的瓦級平臺，到用于大型工業電機的兆瓦級平臺都有。小功率：例如用于測試伺服電機的平臺，功率范圍在5kW-10kW，甚至更小如100mNm級別的齒槽轉矩測試平臺。中的功率：如華中科技大學搭建的60kW、250kW測試系統，用于新能源汽車或航空伺服電機研發。

電磁力計算 圖3 1/8電機模型 分析模型為 Prius 電機的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。 打開【Workbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統。

背景說明： 電機的數字設計與數字實驗主要包括電磁、結構和熱流三個方面，傳統的電機設計分析方法，計算量大、流程復雜且效率低下，而且無法獲得精確的性能結果，更難以考慮各物理場的耦合問題。因此，需要針對電機數字設計和數字實驗開發相應的設計仿真應用平臺，根據用戶需求定制開發專用設計仿真功能，幫助用戶加快數字設計和數字實驗，從而縮短研發周期，降低研發成本。

下面進行說明：總體設計過程主要針對幾何、氣動、推進、飛行剖面、熱、結構、穩定性與控制和費用指標等來展開設計過程，主要依靠工程計算程序來實現，有一定的流程及程序間先用的調用順序可以遵循，通過總體設計流程建設，定義、規劃流程動作，定義流程動作的輸入、輸出，定義、規劃數據模型，定義流程中的數據模型，實現分析流程的標準化、規范化和自動化，提高數據流的管理效率。

作為全球領先的企業級有限元分析（CAE）平臺，Altair HyperWorks 以全流程集成、頂尖技術與開放架構，成為萬千制造企業破解研發難題、搶占市場先機的核心利器，更是工業仿真領域當之無愧的標桿之作。

為了實現飛行器的小型化，研究團隊研發了專用的雙晶壓電驅動器，通過碳纖維與聚酰亞胺復合的柔性關節傳動系統，實現了微飛行器的翻滾、俯仰、偏航多自由度飛行力矩控制。

電機試驗平臺的核心優勢，在于高剛性穩定、高精度測量、靈活適配、智能高和效、安全可靠、節能經濟，能為電機研發、生產與質檢提供全流程、高可信度的測試保障，已從單純測試工具，升級為驅動產業創新、保障產品質量的關鍵基礎設施。

電機試驗平臺應用領域電機試驗平臺是電機研發、生產、質檢的核心裝備，廣泛應用于：新能源汽車行業：驅動電機、輔助電機的研發與出廠測試。工業電機行業：高壓/低壓交流異步電機、永磁同步伺服電機等。家用電器行業：空調壓縮機電機、洗衣機電機等。航空航天與特種設備：對重量、效率、可靠性要求較高的特種電機。

中車永濟電機公司通過與用戶聯合研發，成功攻克了進口電機的多項技術難題。新研發的提升電機功率達1911kW，具備高可靠性、強抗沖擊能力、低溫升和低損耗等特點，采用高鐵級絕緣技術，可在200攝氏度以下長時間穩定運行。與進口電機相比，國產化提升電機成本降低約65%，供貨周期大幅縮短，設備出動率顯著提升。

模塊化與標準化成為設計主流，平臺可像“搭積木”一樣靈活組合，適配不同類型、不同規格電機的測試需求，大幅降低企業設備改造成本。高度自動化與智能化的升級，實現了測試流程的全程無人干預，從工況設定、數據采集到報告生成，效率較傳統設備提升30%以上，同時實現測試數據的全流程可追溯。

在電機設計過程中，通常需將電機與控制系統進行矢量控制算法聯合仿真，以更準確評估控制算法的穩健性和準確性。控制系統聯合仿真過程中，由于控制器開關頻率高，仿真步長通常為微秒級別，計算調速、啟動等工況時往往需要計算上百萬個時間步長，如果直接將有限元模型直接與控制系統進行聯合仿真，需要計算幾天時間，不利于產品研發與優化。

數字孿生系統級評估有以下主要挑戰：由于限制條件難以使用傳感器監測；難以監測所有位置，可視化效果不強；不合適的工況條件使用到研發的產品導致產品狀態性能不良等。安世亞太流體工程師田童向來賓介紹了電機系統一維仿真流程、三維降階模型的建立、以及完整的一維系統數字孿生方案。展示了如何在物聯網平臺上部署數字孿生，并分享了油冷電機數字的孿生應用案例。

1數字孿生集成工作流程賦能電驅系統研發●演講嘉賓：王宗樂西門子數字化工業軟件資深仿真產品經理●演講內容：當前電驅系統通常由逆變器、電機、傳動系統組成，傳統職能劃分導致電驅研發過程獨立分散，無法保證電驅系統的整體指標。西門子以集成的電驅開發流程，定義整體指標，打通“需求→分解→集成→整車HIL驗證”的V流程，一次實現NVH、熱管理、動力性能的整體優化。