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開車路上，思緒亂飛，突然想到一個很有意思的問題，那就是電機的骨架為什麼是“鐵”芯?不是“木頭”芯，不是“陶瓷”芯，或者是“銅”芯 。除了強度以外，有什麼更深層次的原因呢？

在電機學中，有兩個非常重要的概念：磁場強度H（A/m）和磁感應強度B（T）。

磁場強度H在曆史上最先由磁荷觀點引出。鐵棒是有大量的分子組成的，磁荷觀點來看，鐵棒裡面每個分子可以看作一個有NS極的小磁棒。通常小磁棒是雜亂無章的，磁性相互抵消，宏觀看鐵棒無磁性。将鐵棒放在與鐵棒平行的磁場中（原磁場），小磁棒受到磁場力沿磁場方向轉向，小磁棒前後磁性抵消，隻剩鐵棒端部磁性無法抵消，宏觀上看，鐵棒好似一個兩端有磁極的大磁鐵。這個大磁鐵産生的磁場的表征量就是磁場強度H。磁棒中某點的磁場強度就是原磁場強度與鐵棒産生的附加磁場強度的疊加。

後來安培提出分子電流假說，認為并不存在磁荷，磁現象的本質是分子電流。分子環流觀點來看，鐵棒裡面每個分子可以看作小線圈（磁偶極子）。通常小線圈是雜亂無章的，磁性相互抵消，宏觀看鐵棒無磁性。将鐵棒放在與鐵棒平行的磁場中（原磁場），小線圈受到磁場力作用，沿磁場方向轉向，線圈平面與鐵棒平面平行，在鐵棒内部相鄰的小線圈電流相反，相互性抵消，隻有在鐵棒截面邊緣的小線圈電流未被抵消，宏觀上看，鐵棒好似一個兩端有磁極的大環形電流，這個大環形電流産生的磁場的表征量就是磁感強度B。

安培分子電流假說推廣後，磁場的強度多用磁感應強度B表示。這也就是為什麼有言論說磁場強度H是曆史造就的無效名詞。

但是在磁介質的磁化問題中，磁場強度H作為一個導出的輔助量仍然發揮着重要作用。把磁場中某點磁感應強度B與介質磁導率μ的比值叫作該點的磁場強度。磁場強度由磁感應強度與磁導率定義而來，起輔助作用，重要的是理解後兩者。

有了電磁基礎後，我們接着往下走。永磁同步電機的本質是利用磁場（定子導電線圈産生磁場 轉子永磁體産生磁場）産生電磁力（轉矩）。磁場的電磁力的大小與磁感應強度、導體内的電流、導體的長度以及電流與磁場方向間的夾角都有關系，在均勻磁場中，他們之間的關系可用公式F=BILsinθ表示。這個大家在高中物理已經很熟悉了。

也就是說，在勵磁電流和永磁體規格确定的情況下，磁感應強度越大，電磁力越大。那麼那些因素影響磁感應強度呢？答案是磁導率。

磁感應強度與磁導率（表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流後，産生磁通的阻力或是其在磁場中導通磁力線的能力。其公式μ=B/H）相關。關于磁場強度、磁感應強度、磁導率三者之間的關系，我們可用B-H曲線來理解。

B-H曲線也叫遲滞回線，這個曲線是鐵磁性材料特有的曲線。如果一個從沒有被磁化的磁鐵，當增加H磁場強度時，它的磁感應強度B會沿着圖中的虛線上升，當到達a點時，即使再增加H，B幾乎沒有很大的改變，這個時候鐵磁材料達到了磁飽和。當H減小到0時，B将會從a點移動到b點，我們發現它并沒有按原來的路線返回，而是滞後于H的變換，我們叫這種現象為磁滞。把在b點的剩餘磁感應強度B叫做剩磁。當反向增加H到c點時，剩磁為0，我們把H在c點的值稱為矯頑力，其實它并不是力，它是矯頑力場的簡稱。

回到之前談的磁導率，磁場中的介質磁導率越大，那麼磁感應強度就越大，電磁力也越大。這也就是為什麼要采用磁導率更高的金屬沖片。

從另外一個角度，我們也可以把鐵芯理解是一個磁場的"放大器"：如果周圍介質是真空, 一段電流(假設是直流)隻能在它周圍産生最少的磁場, 這個磁場的強度與電流的大小成正比, 但如果周圍介質是磁性材料, 則電流感生的"原始"磁場會被放大。所以，從磁導率的角度出來，鋼鐵當然是首選材料了。

在平時工作過程中，關于電機鐵芯，我們聽到的最多的詞彙是“矽鋼片”。

為了提高鋼鐵沖片的磁導率，我們會加入少量“矽”。矽含量對矽鋼的特性影響很大，随着矽含量的增加，矽鋼的磁滞伸縮系數減小，鐵損降低，磁導率增加。當矽含量達到 6.5% 時，矽鋼的磁導率達到最大值，磁緻伸縮趨近于零，具有優異的磁學性能。但矽含量超過3.5％時，會使鋼變硬變脆，從而無法軋制成薄鋼闆，這也是為什麼矽鋼片難以做薄的原因之一。除了矽以外，還可以加入钴，即所謂的钴鋼片。

前面我們談到高含量矽的鐵芯鐵損較小。電機鐵損包括由主磁場在鐵芯中發生變化産生的基本鐵耗、空載時鐵芯中的附加(或雜散)損耗以及由于定子或轉子的工作電流所産生的漏磁場和諧波磁場在鐵芯裡引起的損耗。後兩項一般歸入難以準确定量計算的雜散耗。

基本鐵耗包括鐵芯磁滞損耗和渦流損耗。磁滞損耗是鐵磁體等在反複磁化過程中因磁滞現象而消耗的能量。回到之前的B-H曲線，每經一次循環，每單位體積鐵芯中的磁滞損耗正比于磁滞回線的面積。這部分能量轉化為熱能，使設備升溫，效率降低。

導體在非均勻磁場中移動或處在随時間變化的磁場中時，導體内的感生的電流導緻的能量損耗，叫做渦流損耗。

因渦流損耗的存在，為減少渦流損耗，常将鐵心用許多薄片疊成，這些薄片表面塗有薄層絕緣漆或絕緣的氧化物。磁通穿過薄片的狹窄截面時，渦流被限制在沿各片中的一些狹小回路流過，減少了回路串聯。即所謂的“化整為零”。

永磁同步電機磁極産生的磁通分為兩部分：一部分通過氣隙與電樞繞組交鍊，稱為主磁通（有效磁通），另一部分不與電樞繞組交鍊，稱為漏磁通（無效磁通）。總磁通與主磁通的比值稱為漏磁系數。

在永磁電機中，為了不使永磁體的漏磁系數過大而導緻永磁體的利用率過低，采取的隔磁措施：在兩個永磁體之間用矽鋼片将其隔離開，兩個永磁體之間的矽鋼片被稱為隔磁橋。

隔磁橋這個詞其實具有很大的誤導性，對于電機入門者極不友好。實際上，真正起作用的是Flux Barrier，轉子的磁槽裡并不是100%填充磁鋼，而是留了一部分氣隙。氣隙裡面都是空氣，磁導率低，磁阻大，就能引導磁密線穿過較窄的定轉子氣隙，去耦合定子繞組，形成有效磁通，而不是直接經過轉子鐵芯形成磁場閉合，形成漏磁的浪費。

通過設置障礙，讓磁感線去它應該去的地方，這就是隔磁橋的目的，其實叫“引導橋”更通俗易懂。

隔磁橋的厚度越小，越容易形成磁飽和，能引導更多的磁密線去形成有效磁通，漏磁也就越小。在實際設計過程中，需考慮沖片機械強度。電機高速化的發展，對隔磁橋的考驗是巨大的。這也就是為什麼Tesla Model S 采用了碳纖維轉子。

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