在驱动电机的能量损耗列表中，除了有上期内容聊到主要由绕组线圈引发的铜损耗，还有和其命名十分相像的铁损耗。铁损耗的来源和铜损耗大致相同，都是因为金属具有的属性特性才导致的，对于使用交流电获得驱动力的驱动电机，涡流损耗和磁滞损耗是最让人头疼的两个问题，这两种损耗也被统称为铁损耗。

【铁损耗】涡流损耗和磁滞损耗是什么？

【资料图】

金属材料作为制造机械的重要组成部分，这点是毋庸置疑也是不可避免的市场现象，为了降低驱动电机在正常工作运转时的能量损耗，除了绕组线圈的材料要进行精挑细选，同为驱动电机关键零部件的定子和转子的铁心也是如此。

当下市场中制作驱动电机铁心常见的材料为冷轧硅钢片，这也是经过工程师们的苦心研究后所采用的材料。可能有些细心的同学又要问了，硅比铜的电阻值要大，不是说电阻越大能量损耗越大吗？

其实绕组线圈和铁心在选取制作材料时，它们所关注的重心是不太一样的，前者可能是碍于金属材料电阻值的考究，后者则更注重材料通电后的涡流损耗和磁滞损耗。导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内部会形成类似闭合圆圈状的电流线，形成这一现象的过程中会消耗掉电能，在物理学中它的学名叫涡流损耗。

这就相当于我们平时跑步，正常匀速跑动虽然会消耗体力，但也属于是人体可以接受的范围之内，毕竟只要是运动都会消耗自身的体能，可如果开跑之后并不是匀速跑动，而是一会跑的飞快，一会又跑的很慢，这样快慢不一且不断循环下去，身体可能就负担不了这种负荷了。

磁滞损耗是金属材料作为一种磁介质，通电后在反复磁化、去磁化的过程中，它的磁性状态在不断变化，同时磁化强度要滞后于磁场的整体强度，这种磁滞现象会消耗额外的电能产生额外的热量，要想降低这些损耗就必须使用高导磁率材料。

通俗点说就像短跑运动员在比赛，起跑时由静止状态逐渐加速至自身奔跑的最高速度，当运动员以最高速度冲过终点线后，并不能立刻处于静止的运动状态，而是会继续向前跑一段距离才能停下来，虽然这段距离是不纳入比赛成绩的，但仍然在消耗运动员的体能。

冷轧硅钢片是“涡-磁”的克星？

金属材料那么多，为什么工程师们要选择冷轧硅钢片呢？这是因为冷轧硅钢片属于无取向电工钢中的一种类型，其独特之处在于材料自身具有磁各向异性，即磁性没有固定方向且能随着方向变动的现象，因此也就铸就了它高磁感、高导磁率和低铁损等优秀属性。

再者就是硅钢自1900年被英国人发现以后，一百多年来经过热轧、冷轧等历史进程的磨砺后，它的生产制作工艺可以说是非常成熟了，并且在工业和军事领域都有着广泛的应用，使用这种材料是从可靠程度和成本等综合考虑下的决策。因为冷轧硅钢片具有良好的导磁性，这项属性对降低磁滞损耗有着积极的作用。

从相关的物理学公式能够得知，当确定了导体材料和电磁场运动形态的情况下，涡轮损耗数值的大小和导体形状有着很大关系，并且导体横截面积越厚那么能量的损耗数值就越大。有趣的是，如果导体的电阻值越大，那么涡轮损耗所消耗的电能便会减少，这点倒是和铜损耗有点对着干的意思，这也解释了为什么铁心要使用电阻值相对较大的硅作为原材料。

上文也提到了，在其它条件已经确定的情况下，导体横截面积越厚那么能量的损耗数值就越大，反之如果把铁心做成薄片的形状，那么涡流损耗的数值就会相对变小了吗？

答案确实是这样，为了能降低涡流损耗的数值，工程师们把硅等金属材料先制成冷轧硅钢片，再把数量众多的冷轧硅钢片叠放在一起，最后通过压力机等装置压制成驱动电机所需的铁心。

综合来看能够做到厚度薄、电阻大，且还要具备良好的导磁性等属性，同时还要满足合理的生产制作成本，在整个工业制造领域中进行筛选的话，冷轧硅钢片就成了一个很好的选择。

写在最后：

定子和转子是驱动电机不可或缺的重要组成部分，组成这两者所必需的铁心却受到涡流损耗和磁滞损耗的影响，为了降低能量的损耗在选材上就必须非常谨慎，材料不仅要具有高磁感、高导磁率和低铁损等属性，还要具有可靠的成熟技术和相对合理的生产制作成本，综合来看冷轧硅钢片算是一个比较合理的解决办法。说完了铁损耗，下期内容将继续和大家一起聊聊驱动电机的机械损耗，有兴趣的朋友记得持续关注《拆车坊》。