沈陽工業(yè)大學電氣工程學院的研究人員趙國新、孔德財?shù)?，?018年《電工技術學報》上撰文指出，軟磁復合材料是由表面帶有絕緣的金屬粉末顆粒壓制而成，具有渦流損耗小、各向同性的特點，近年來得到了一定的應用，但其磁滯損耗大，磁導率低，所以其適用場合及與硅鋼片性能的具體差異還需要進一步的深入研究。

該文首先利用環(huán)形試樣法測試軟磁復合材料的磁特性，得到其空載磁化曲線和不同頻率下的損耗數(shù)據(jù)。然后，為對比分析軟磁復合材料和硅鋼片材料在電機應用中的差異，分別使用軟磁復合材料和硅鋼片設計兩臺永磁同步電機，分析計算兩種材料電機的磁場、鐵耗以及鐵耗在不同頻率下的變化規(guī)律。最終通過樣機測試掌握了兩種材料在永磁電機中應用的差異，驗證了計算的準確性，總結了軟磁復合材料的應用范圍。

軟磁復合材料（SoftMagneticCompositematerials,SMC）是采用粉末冶金技術將預先混合的高純度帶有絕緣層的鐵粉與有機材料模壓成型得到，近年來在電機等領域中得到了廣泛的研究與應用[1-4]。SMC材料可以直接模壓成型的特點使電機結構、電磁設計更加靈活多樣和新穎，為電機的應用、發(fā)展開辟了新方向，吸引了廣大研究學者[5-7]。

SMC材料電阻率高、渦流損耗低，使得SMC材料更適合應用于高頻電機中，但是SMC材料也有一些不可避免的缺點，如磁導率低、磁滯損耗大等。因此，SMC材料在電機中的應用規(guī)律及特點仍有待進一步深入研究。

文獻[7]對SMC材料電機做了充分的研究，發(fā)現(xiàn)在不同轉速、不同輸出功率時，SMC和硅鋼片兩種材料的電機性能不同，所做電機在1000r/min和625r/min時，SMC材料電機效率低，在電機電流為4A時，效率分別比硅鋼片電機降低了28%和34.7%；在1500r/min以上時，SMC材料電機效率高，比硅鋼片電機提高了3%。

文獻[8]也對比了SMC材料和硅鋼片材料制作的感應電機效率，發(fā)現(xiàn)采用同樣電源電壓，SMC材料電機效率低7%，但SMC電機對電源電壓比較敏感，降低電源電壓后，SMC電機效率可以提高，從220V降低到180V，效率提升了4.7%，但總體上SMC電機的效率低于硅鋼片電機，在電源電壓為220V和180V時，分別低了10.3%和6.7%。

雖然SMC材料已經(jīng)有了一定的研究和應用基礎，但是其在電機中應用的特點、場合、規(guī)律以及和硅鋼片在不同運行頻率時的特性差異仍然需要研究。

為研究SMC材料的特性，分析其與傳統(tǒng)硅鋼片的區(qū)別，本文首先對Hoganas公司生產(chǎn)的型號為Somaloy700的SMC材料進行磁特性測試，并且和常用的0.5mm厚度的硅鋼片DW470進行對比；然后分別以SMC材料和DW470為鐵心材料設計兩臺相同尺寸和參數(shù)的永磁同步電機，對兩臺電機進行磁場分析、損耗計算，分析兩種材料制造的樣機的特點和差異；最后制造出樣機，并進行測試，得出這兩臺樣機的性能差異。

通過本文的分析對比可以總結出SMC材料的特點，得到SMC材料和硅鋼片材料電機性能的差異以及SMC材料的適用場合，從而可以為SMC材料在電機中的應用總結出一定的規(guī)律。

結論

為對比硅鋼片材料和軟磁復合材料在電機中應用時性能的差異，本文設計、制造了兩臺分別以SMC材料和DW470為鐵心的永磁同步電動機，結合有限元計算和實驗研究得出如下結論：

1）基于環(huán)形試樣法對SMC材料的磁特性進行測試，得出了SMC材料的磁化曲線和損耗曲線，通過和DW470的對比，發(fā)現(xiàn)SMC材料的磁導率比較低；兩種材料隨著頻率的升高，比損耗均增加，400Hz是一個關鍵頻率點，在400Hz以下時，硅鋼片材料的損耗比SMC材料的損耗??；當頻率高于400Hz時，軟磁復合材料的比損耗低于DW470材料。

2）根據(jù)空載實驗，SMC樣機的反電動勢比DW470電機小，這與理論計算相符，驗證了SMC材料的磁導率低這一特點。對兩樣機進行負載實驗，結果顯示在頻率低于400Hz時，DW470材料電機效率高，但是隨著頻率的增加，兩種材料制造的樣機效率差值越來越小，在400Hz時，兩者的頻率基本相同，這和理論計算得到的規(guī)律相符，說明了SMC永磁同步電機在中高頻時有很好的性能，能夠抵消磁導率低和磁滯損耗大的缺點，具有較好的應用前景。

3）因SMC材料易碎，設計時應適當增加厚度，盡量避免設計尖銳的棱角，加工后應該用膠或環(huán)氧樹脂涂抹以增加鐵心的強度，防止“掉渣”。