在本篇文章中，我們將深入探討如何提升電機的效能。

傳統(tǒng)上，電機設(shè)計存在兩種方向：銅電機和鐵電機。銅電機以電場作為電機轉(zhuǎn)矩的主要來源，這涉及到電機轉(zhuǎn)矩公式中的電流（I）和漆包線圈數(shù)（N），因此銅電機的設(shè)計通常需要較多的漆包線，這已經(jīng)成為目前的主流設(shè)計趨勢。相較之下，鐵電機采用較大的硅鋼片面積和較少的漆包線，利用空間尺寸來獲得電機轉(zhuǎn)矩。然而，由于鐵電機的尺寸較大，單位面積的能量密度較低，因此并不受市場歡迎。

1.銅電機與鐵電機

因此，我們不難判斷，銅電機的銅損比例較高，而鐵電機則是鐵損比例會較高。若查閱電機常用的導(dǎo)磁材料"硅鋼片"，我們會發(fā)現(xiàn)鐵損的標(biāo)示上是以W/KG表示，這顯示鐵損與硅鋼片的重量有關(guān)。因此，鐵電機使用較大的硅鋼片尺寸，也意味著硅鋼片的重量較重，因此鐵損較多。

2.更換更大的硅鋼

要降低鐵損，一般的方法是硅鋼片的更換方面著手；但對于電機設(shè)計者而言，首要的任務(wù)是確認硅鋼片內(nèi)部的磁場狀態(tài)。在鐵損方程式中，我們可以看到各種形式的能量損耗，并找出相對應(yīng)的解決方案。然而，有一種不容忽視的隱性損耗就是"漏磁"。這種漏磁現(xiàn)象會導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩下降，甚至可能導(dǎo)致電磁波干擾。對于這種漏磁現(xiàn)象的解決方案有兩種，其中最簡單便是更換更大的硅鋼片，這樣與磁力線的接觸面積更大，減少漏磁。

3.優(yōu)化磁力線

而除了更換硅鋼片外，還可以通過優(yōu)化磁力線避免漏磁。觀察下圖，我們可以看到少數(shù)的磁力線偏離了常規(guī)路徑，這就是我們一般意義上所說的漏磁。這種現(xiàn)象可能導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)矩下降，甚至可能產(chǎn)生電磁波干擾。

圖（三）

當(dāng)硅鋼片的磁通承載能力不足以負荷過多的磁力時，就可能導(dǎo)致漏磁的現(xiàn)象，為此，我們當(dāng)然可以增大硅鋼片的尺寸以使其能承載更多的磁力。但硅鋼片的磁感強度是有限的，這正是近期電機設(shè)計中遇到的瓶頸，由于磁鐵的磁力不斷提升，設(shè)計師可以輕易地選擇高磁力的磁鐵，然而，硅鋼片的承載能力卻沒有相對提升的選項。

同時，磁阻力的理論告訴我們，磁力線總是傾向于選擇最容易通過的路徑。因此，當(dāng)磁力線發(fā)現(xiàn)有比設(shè)計者規(guī)劃的路徑更好走的路徑時，它就會改變方向。例如，在圖中可以看到部分磁力線跨越了槽而不是沿著軛部繞一圈，這就好像在跑操場時，我們會選擇穿越中間的草地，而不是走一大圈一樣。雖然有時這種漏磁是無法避免的，但作為電機設(shè)計師，我們應(yīng)通過調(diào)整電機磁場優(yōu)化磁力線，努力減少漏磁的出現(xiàn)。

因此，除了直接降低鐵損外，我們還可以通過妥善規(guī)劃磁場內(nèi)部的能量路徑，提高電機的效率。

圖（四）

總結(jié)要點：

磁能的運用要符合最小努力原則，硅鋼片應(yīng)盡可能利用到磁力線，避免漏磁現(xiàn)象。

圖（五）