无框力矩电机是一种无框架式永磁电机（属于直流伺服电机），只有转子和定子两个部件（没有轴、轴承、外壳或端盖等）。转子是内部部件，由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上；定子是外部部件，齿轮外部环绕钢片和铜绕组，产生紧密吸附在机器壳体内的电磁力。无框力矩电机让机器结构设计不再受制于电机壳体束缚，利用机器自身轴承支撑转子，将电机无缝内置于机器设计中。
不同于传统伺服电机，无框力矩电机以输出扭矩为衡量指标，普通伺服电机更偏向以输出功率为评价指标。 无框力矩电机由驱动器供电，驱动器控制 U/V/W 三相电形成电磁场，永磁体的转子在此磁场作用下转动。无框力矩电机可通过霍尔元件作为反馈信号，也可通过加装的编码器信号作为反馈，驱动器根据反馈值与目标值比较，调整转子转动角度，实现伺服控制。
无框力矩电机作为动力源，与普通伺服电机用途相同，但在某些方面有明显优势：
- 提高机器性能：直接耦合（无背隙）、更高系统带宽，直接集成到机器结构中，降低风磨损失，提高机器效率。
- 结构更紧凑：占用空间更小，单位体积扭矩更高。
- 较高刚度：可作为直驱动力源，不需要皮带、皮带轮、丝杆或齿轮箱，直接驱动负载。
- 静音：直接集成到机器结构中，改变传动方式（甚至不用减速机），带来明显静音效果。
- 减少维护：更少的机械部件，无易磨损或需要维护的组件。
相较于有框电机，无框电机配置灵活、安装方便，顺应驱动系统高度集成化的趋势。工程师无需像传统设计那样考虑电机接口，只需在系统设计中预留较小空间位置，即可最大限度缩小驱动系统中动力输出单元的空间占用，达到更高系统集成。
无框力矩电机偏向定制，技术壁垒主要在于磁路和工艺设计。 无框力矩电机采用分瓣绕线式设计，但生产过程中的绕线机设备有特殊要求。无框力矩电机更偏向以输出扭矩为衡量指标，而普通伺服电机以输出功率为评价指标。无框力矩电机需一体化设计并集成到机器内部，需要根据具体机械设计尺寸确定外形尺寸和扭矩/转速性能。因此，无框力矩电机在磁路和工艺设计方面有一定技术壁垒，需要在低压供电环境下输出更大功率，从驱动性电路设计及电路转换等方面看，通常需要定制，对整体安装、固定的工艺及设计有较高要求。
无框力矩电机主要玩家
科尔摩根（Kollmorgen）
科尔摩根历史悠久，是无框力矩电机发明者，产品品类齐全。1916年3月22日在纽约成立，1956年Inland电机（1960年与科尔摩根合并）发明了无框力矩电机，该技术促进了诸多创新性机械的研发。经百年发展，科尔摩根已拥有齐全的运动控制系统产品，包括KAS运动控制器、AKD2G/AKD/S700驱动器、AKM/AKM2G伺服电机、直驱电机、步进电机、驱动器等。
既可提供标准化产品，也可满足客户定制化需求。无框力矩电机通常在低速时性能极佳，高速时性能会受影响。Kollmorgen 的 TBM2G 系列无框伺服电机是机器人专用电机的典型代表，TBM2G 电机使用先进绕组和材料消除了这一限制，可在整个速度范围内提供业界领先的功率、转矩和效率。TBM2G 系列电机的尺寸与常用谐波减速机高度适配，无需大规模定制，可根据机器人预期用途，为每个关节实现尺寸/重量和扭矩的理想平衡。此外，科尔摩根拥有高度自动化制造工艺，可进行标准化定制，以 KBM 无框伺服/力矩电机为例，机械尺寸、电气选项和连接、加速或减速的热和绕组优化、转矩、速度、功率、平滑度等均可标准化定制，满足客户需求。
Aerotech
Aerotech 公司于1970年在美国宾夕法尼亚州匹兹堡成立，是精密运动控制和自动化领域的全球领导企业。专注于设计和制造高性能运动控制产品，包括控制软件、驱动器、运动平台、纳米级定位平台以及激光扫描振镜等。产品广泛应用于医疗器械、生命科学、半导体、激光加工、光电、航空航天等行业，以高精度和高稳定性著称。还可提供定制化运动控制解决方案。
S 系列无框力矩电机采用无槽定子设计和高磁极数转子，实现零齿槽，具有优异的速度稳定性。
- 高性能设计：采用无槽定子和高极数转子，提供零齿槽效应，实现卓越速度稳定性。叠片不含槽，消除了扭矩波动和齿槽扭矩。非常适合直接驱动应用，如无法容忍速度波动的打印和扫描。
- 输出扭矩和尺寸范围广泛：涵盖0.20 N·m到29.09 N·m连续扭矩范围，峰值扭矩从0.82 N·m到116.37 N·m。S-50（直径50 mm）适合主轴或小型送料卷等狭小空间；S-180（直径180 mm）和S-240（直径240 mm）可加速大型印刷滚筒或精密定位台。
- 轻松实现机器集成：所有 S 系列电机以两件式提供——无槽定子和永磁转子。定子是带霍尔效应装置的标准三相绕组组件，可用简单六步或正弦换向算法驱动。Aerotech 的 Ndrive 系列放大器与 S 系列电机性能匹配，易于集成。空心转子直接安装在驱动轴上，无需传动装置。
Maxon Motor
瑞士 Maxon Motor 公司（简称“maxon”）成立于1961年，总部位于瑞士波昂德兹，是全球领先的精密电机和驱动系统制造商。专注于开发和生产高精度直流电机、无刷电机（EC电机）、步进电机及其控制系统和齿轮箱。产品广泛应用于医疗设备、自动化、机器人技术、航空航天等领域。
Maxon Motor 的无框力矩电机体积紧凑，易于集成到 OEM 机器中。采用外部转子设计，内部有足够空间用于导线布设，配备霍尔传感器便于控制。多极外部转子实现高转矩、低齿槽转矩、高过载能力。
Allied Motion
美国 Allied Motion 公司成立于1962年，总部位于纽约州阿默斯特，是精密运动控制产品和解决方案的全球供应商。在电磁、机械和电子控制运动技术方面拥有深厚专业知识，产品广泛应用于车辆、医疗、航空航天与国防、电子和工业市场。产品线包括无刷直流电机、无刷电机与集成驱动电子设备、无刷扭矩电机、有刷直流电机、空心杯直流电机、无框电机、齿轮电机、模块化数字伺服驱动器、运动控制器以及增量式和绝对值光学编码器。
Allied Motion 的 HT 系列是高扭矩密度无框直驱无刷电机，提供九种框架直径，失速扭矩范围从0.008到9.2 Nm。HT 扭矩电机提供高达63.5 mm的通光孔径空心轴，所有无框 HT 型号均标配霍尔换向开关组件。无框 HT 力矩电机设计用于机器应用中的直接轴集成，其中组件转子定子解决方案比封装电机更优。
TQ Robodrive
德国 TQ Robodrive 公司是 TQ 集团旗下部门，专注于高性能驱动解决方案开发与生产，产品广泛应用于机器人、航空航天、医疗技术等领域。电机技术源自德国航空航天中心（DLR），以高扭矩密度、高功率密度和卓越动态性能著称。产品线包括无框伺服电机、定制执行器以及完整驱动系统，应用于人形机器人、协作机器人、外骨骼机器人以及医疗手术机器人等高端场景。
TQ-RoboDrive 的无框空心轴伺服电机采用德国航空航天中心专为国际空间站开发的原创定子转子套件技术。由于其高铜填充系数和创新定子转子设计，这些无框电机具有出色的扭矩密度、极低的损耗和高动态性能，同时拥有出色的散热性。可作为降低电机速度的直接驱动器，并可配备定制空心轴安全制动器和绝对编码器，非常适合在机器人、医疗、航空航天、光学等挑战性应用中探索性能极限的设计人员。
Tecnotion
荷兰 Tecnotion 公司是全球直驱电机技术领域的权威，历史可追溯至1998年从飞利浦集团独立出来。专注于直线电机和力矩电机的独立开发与生产，提供专业电机技术用于各种运动解决方案。产品广泛应用于半导体、电子制造、平板显示、机床、工厂自动化、机器人、印刷和精确切割行业。
QTL 485 是高扭矩 Tecnotion 电机系列中最大的一款，配有冷却环，冷却环应与外壳一起封闭形成冷却通道。具备高效、节省空间的电磁设计，满足更高扭矩需求，内径较大，适合集成到旋转分度台和物料搬运等（现有）应用中。根据电机高度，提供659–907 Nm的连续扭矩和1651–2202 Nm的极限扭矩。
太平微特电机
湖州太平微特电机有限公司创建于1993年，专耕于航空航天、机器人、工业自动化、医疗器械、高端装备等领域微特电机与组件的设计、研发、生产和销售。先后荣获国家高新技术企业、国家首批“专精特新”重点小巨人企业等荣誉。
公司可根据客户需求专业定制各类机器人关节电机，产品集成减速器与编码器，具有低速、高转矩、过载能力强、响应快、转矩脉动小、寿命长等特点。产品主要应用于工业机器人、协作机器人、服务机器人、手术机器人等场景。电机指标范围：工作电压24~60V、额定转矩6~120Nm、额定转速170~360RPM、峰值转矩14~120Nm等。
卧龙电驱
卧龙集团创建于1984年，是全球主要的电机及驱动解决方案制造商，以技术创新、数字化赋能为引领，致力向全球用户提供安全、高效、智能、绿色的电机动力系统解决方案。
卧龙电驱的无框力矩电机及关节模组产品已形成完整解决方案，包含无框力矩电机、减速器、控制器等核心组件，可为仿生机器人提供动力系统支持。产品性能接近国际水平，且在性价比方面具有优势。公司无框力矩电机及多种关节模组产品已与多家仿生机器人下游客户开展联合研发、送样测试等工作，部分客户已形成小批量订单。此外，其工业互联网平台（舜云互联）结合大数据技术，为仿生机器人提供远程控制和智能化运维支持。
步科股份
步科成立于1996年，主要从事工业自动化及机器人核心部件与数字化工厂软硬件的研发、生产、销售及相关技术服务，是中国自动化控制、机器人动力、数字化工厂解决方案领军供应商。
早在2016年，步科股份推出首代无框力矩电机，第二代产品创新采用多槽分瓣式结构，提升槽满率，降低电机温升，攻克行业难题。2022年推出第三代FMC系列无框力矩电机，电磁方案优化，转矩密度提升。目前，其无框力矩电机有52mm–132mm的10种框架尺寸，满足3–25kg负载需求，同转矩下尺寸更小、温升更低，性能优异。步科股份还是特斯拉人形机器人供应商，凭借技术与产品质量，在全球顶尖机器人项目中占有一席之地。FMC无框力矩电机优势特点：轻量化设计、更薄机身，运动速度更快、更平稳；通过深入优化电磁方案，获得更高转矩密度，多槽极、齿槽定位力矩小；与国际接轨的产品尺寸可无缝替换国外主流产品，并与主流谐波减速机尺寸匹配；多种框架尺寸，更大中空内径满足客户多样化穿线需求，覆盖3–25kg负载需求；提供定制，可选配霍尔、温度传感器等，成本优势明显。
昊志机电
广州市昊志机电股份有限公司成立于2006年，产品涵盖谐波减速器、DD电机、无框力矩电机、六维力矩传感器、机器人关节模组、末端执行机构等，是国内少数能生产六维力矩传感器的企业之一。
昊志机电的无框力矩电机转矩波动小（≤1%），过载能力强（最高达6倍过载能力），可提供3.5倍过载能力。
伟创电气
伟创电气自成立以来始终专注于电气传动和工业控制领域，是从事工业自动化产品研发、生产、销售的高新技术企业。机器人业务是公司重要战略方向之一，主要面向移动、服务、协作类机器人以及人形机器人提供大配套及系统解决方案，目前研制了空心杯电机模组、无框力矩电机、超高功率密度驱动器、中空编码器等高性能产品。
FT1系列无框电机采用先进电磁方案，可达到最大转矩密度，更小的电机体积尺寸，具有业内领先的无框直驱电机性能。高质量电机绕组结构确保在高标准应用系统中的连续安全操作。更有多种配置方案选择，可满足大部分应用需求。广泛应用于协作机器人、手术机器人、高精度转台、助力自行车、Delta机器人、机器人关节模组等场景。伟创电气的空心杯电机和无框电机均已实现小批量交付。
雷赛智能
雷赛智能自1997年成立以来，一直聚焦于伺服电机驱动系统、步进电机驱动系统、运动控制卡、运动控制PLC等系列精品的研发、生产、销售和服务。
2024年1月，FM1无框力矩电机小批量试产成功，包含4种规格，10个型号，产品具有高密度、高适配、低波动、低温升的特性，可根据客户需求进行电机尺寸和电气参数的优化定制。2024年底公司研发成功了第二代的FM2系列无框电机，针对国产无框力矩电机的三大痛点，采用新一代磁路优化和灌封工艺技术，实现“一低一高一长”（超低温升+超高密度+超长续航）三大优势，加速人形机器人产业商业化应用。其中，对比国际知名T公司的无框电机，铜耗降低15%。在绝缘和导热处理方面，领先国际知名K公司的无框电机。
下游客户覆盖人形机器人、协作机器人、医疗、关节模组和通用自动化等领域，公司产品已提供给近百家客户测试、验证和试用，其中机器人客户大约数十家，获得机器人客户的初步认可。无框力矩电机已取得若干规模商业订单，累计供货超万台，在人形机器人市场中表现出色，发展势头强劲。
禾川科技
浙江禾川科技股份有限公司成立于2011年11月，专注于工业自动化产品研发、制造、销售及应用集成，致力为智慧工厂提供核心部件和系统集成解决方案。产品广泛应用于光伏、3C、锂电、机器人、包装、纺织、物流、激光、CNC等领域。
2024年禾川科技继X系列伺服电机再重磅加码推出了第三代Hu-MDB系列无框力矩电机，同时与全球人形机器人公司和研发团队进行深度技术合作，提供最佳适配人形机器人载荷特性的选型方案。Hu-MDB系列专为需求小体积、轻重量、低惯量但高功率电机的应用而设计。全系提供了φ14mm~φ160mm多种框架尺寸可选，全系额定扭矩值覆盖0.012N·m~12N·m。无框电机的应用可提供高集成度的机器人动力执行单元设计方案，可匹配应用于人形机器人关节、协作机器人关节、四足机器人、手术机器人、AGV物流机器人以及机械外骨骼等动力单元模块。相较于传统电机方案，集成设计到动力单元模块中的无框电机有利于提升整机性能，降低系统成本，在机器人行业应用中具备显著竞争优势。
江苏雷利
江苏雷利电机股份有限公司是具有广泛影响力的电机产品研发设计、生产制造型上市企业，年电机出货量超2亿台。已形成以步进电机、同步电机、直流有刷电机、直流无刷电机、微型水泵等多种电机产品为主导，配套相关精密结构、驱动控制设计和制造方案解决的综合业务能力。江苏雷利在人形机器人领域产品线正在不断扩展，包括空心杯减速电机、线性传动组件和无框力矩电机等关键组件，构建了较为完善的产品体系。目前这些产品正在多家机器人厂商进行送样和客户验证，具体合作细节尚未完全公开。
鼎智科技
江苏鼎智智能控制科技股份有限公司成立于2008年4月，已成为“国家高新技术企业”、“国家专精特新小巨人企业”。是专业的定制化精密运动控制解决方案提供商，为客户提供集产品研发设计、打样制造、检验分析等个性化、一体化服务。
2024年7月，鼎智科技隆重推出了高性能无框架力矩系列产品，通过优化电磁设计，齿槽转矩比同行业降低15%，力矩和输出功率比同行业提升20%，铜损降低30%。适用于人形机器人关节等需要高精度、高转矩密度的场景。
- 模块化的定子与转子设计，优化的裂比，提高了电机的转矩密度。
- 转子内孔留有大空间，定子供客户嵌入式安装，利于客户个性化设计包括安装结构、散热系统等，对客户定制系统更具灵活性。
- 优化的槽极配合，降低电机齿槽转矩，电机运行平顺。
- 结构紧凑，具有较高集成度。
作为机器人技术领域的积极参与者，鼎智科技还研发了直线驱动模块、旋转关节模块、传感器、编码器和驱动控制器等核心部件，致力于提供高效能、高精度产品，强化产品质量稳定性和大规模生产的实力。
东方马达
公司成立于1885年，是日本历史最悠久的电机制造商之一。
核心产品线：步进电机（包括闭环控制αSTEP系列）、交流（AC）电机（小型标准AC马达、感应马达、可逆马达等）、无刷直流（BLDC）电机、伺服电机（如AZ系列）、电动传动装置和执行器（电动直线滑台、升降装置、夹爪等）、冷却风扇（轴流、离心、横流风扇）。
欧立恩拓电机商贸（上海）有限公司是日本东方马达株式会社（Orientalmotor）在中国的全资子公司，成立于2003年。依托母公司在精密电动机领域70余年技术积累，专注于为工业自动化领域提供小型化、高精度、高品质的运动控制解决方案。产品广泛应用于半导体、医疗设备、电子制造、机器人等高端领域。
ETEL S.A.
ETEL S.A. 是一家总部位于瑞士的高科技公司，专注于高精度、高动态的直驱技术和运动控制解决方案。ETEL 于1974年从瑞士洛桑联邦理工学院分拆出来，旨在将直驱技术商业化。
力矩电机：采用 ETEL 独特的低齿槽设计，提供卓越的峰值力密度和无与伦比的热效率，是热漂移敏感型精密机器的理想选择。尺寸范围广泛，外径从140毫米到1,290毫米，采用空心轴设计，方便集成电缆、冷却管等设备。
WITTENSTEIN SE
是全球领先的高精度机电传动技术、伺服系统及组件制造商，总部位于德国。以其创新能力和卓越品质闻名，专注于为需要高动态、高精度定位和智能网络连接的应用提供定制化产品、系统和解决方案。
威腾斯坦的产品组合：高精度伺服减速机（行星减速机、斜齿轮减速机等，含革命性Galaxie®驱动系统）、伺服系统和电机（全套机电一体化驱动系统及交流伺服系统）、无框电机（如Cyber® kit line small系列）、特殊应用电机（用于超高真空、高放射性环境、极端温度）、直线系统（高精度直线驱动产品）、机电一体化解决方案、智能电子解决方案（用于智能网络连接和物联网集成）。
WITTENSTEIN cyber motor 专业提供伺服电机、驱动装置和带有最高功率密度的整套驱动系统：旋转和线性同步电机、伺服执行器以及伺服驱动器。
cyber® kit line无框力矩电机系列，提供小、中、大不同尺寸50mm至530mm，中空轴设计，整合PT1000与PTC温度感测，最大力矩可达9000Nm，电压范围60V至750V供选择。
Parker-Hannifin Corporation
原名 Parker Appliance Company，通常简称为 Parker，是一家专门从事运动和控制技术的美国公司。
派克提供种类齐全的旋转和线性电机，适用于各种市场和应用，包括越野设备、工作卡车和公共汽车的作业功能和推进系统。产品线涵盖无刷伺服电机、无框电机、主轴电机、直驱扭矩电机、电动汽车电机、直流有刷伺服电机、混合式步进电机、线性伺服电机、齿轮电机以及异步感应电机和矢量电机。
正德智控
深圳市正德智控股份有限公司成立于2012年，专注于研发和生产高效节能的微机电动力集成一体化产品，广泛应用于各类自动化控制装置及嵌入式系统中。现有员工800多人，各类精密电机生产线30多条，电机年产量超过1亿台。
核心产品和技术：微特电机（步进电机含混合式、永磁式及带齿轮减速箱；无刷直流BLDC电机；有刷直流电机）、驱动和控制系统（精密伺服控制系统和智能驱动控制系统）、传感器电机及其他零部件。
深圳市正德智控股份有限公司提供多款无框力矩电机，广泛应用于机器人和自动化领域。主要产品包括多种额定电压和转速的无框力矩电机，适用于不同精密控制任务。例如，172LW01型号为12V电压、30 rpm转速，提供6.5 Nm扭矩；135LW01和127LW01型号为48V电压，转速2400 rpm，扭矩3.2 Nm，功率805 W和800 W；另有104LW01和85LW01等型号适用于不同工作环境。
来源：网络搜集
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