smc铁芯降低成本！

新型软磁符合材料SMC

软磁复合材料(SMC)是一种由涂有电绝缘材料的纯铁粉末纳米颗粒组成的材料，如图1所示。全球利用SMC代替电工钢叠片作为转子和定子铁芯材料的研究已经做过大量研究。SMC铁芯的制造成本比传统的由EM钢叠片制成的铁芯低得多，并且可以实现更复杂的铁芯形状，几乎没有材料浪费。用于制造SMC的压缩成型工艺包括将材料压入成型夹具，然后利用高温高压将材料压缩成最终产品的形状。与电工钢相比，除了高磁饱和之外，铁纳米颗粒的绝缘涂层还具有极低涡流和整体铁芯损耗的额外优势。低涡流损耗使基于SMC的电机更适合高频应用，并具有更大的比功率和扭矩。SMC的磁各向同性和热各向同性允许3D磁通路径，这与在具有EM钢芯的PMSMs中看到的传统2D磁通路径形成对比。

SMC的基本组成成分

形成3D磁通路径性能推动了新型电机的发展，例如爪极电机、轴向磁通电机和横向磁通电机利用这种能力创造更高性能的同步设计，未来还会有更多创新型机器问世。SMC严格的制造公差也有效减小了气隙长度。

尽管SMC具有用作转子和定子铁芯材料的所有优点，但与传统的电工钢相比，这种复合材料有三个主要缺点。一是由于压缩成型过程中出现的机械应力导致的高滞后损失、低渗透性(约为EM钢的25%)和低机械强度，这可能使零件容易受到应力或永久损坏。电机设计人员必须从战略上解决所有这些不利因素，以确保在没有太多不利因素的情况下充分利用SMC的优势。总的来说，在PMSM定子和转子铁芯中，SMC铁芯可以有效替代传统的无取向电工钢板。SMC铁芯能够生产几何形状复杂、重量轻、价格低廉、易于制造、铁损低且损害有限的铁芯。这种材料将继续为同步电机设计带来未来的创新，因为它产生3D磁通路径的能力已经让位于各种有待开发的新型铁芯。

SMC作为电工钢叠片的有效替代物表现出最大的潜力，因为它极大地降低了涡流损耗，并且易于制造、便宜、重量轻且损害有限。其他创新材料虽然提供了显著的性能优势，但也表现出相当大的缺点，例如非晶材料的制造工艺困难以及纳米晶材料的极端成本。在替代铜的高级定子绕组材料方面，对碳纳米管和铝都进行了研究。目前，这两种材料作为同步电机设计的铜绕组替代物仍然是不完善的解决方案。铝绕组提供了强大的重量和成本激励，但对性能的损害较小，但不容忽视。然而，基于碳纳米管的绕组提供了极大的重量和性能激励，但目前仍然极其昂贵且难以制造。在磁体材料技术方面，最具潜力的未来磁体致力于去除其成分中的稀土金属，因为这将为下一代电机提供巨大的成本降低优势。

总的来说，下一代材料在提高机器操作性能的同时降低重量和成本方面具有巨大的潜力。电机设计师应根据具体情况分析每种先进材料的优缺点，以确保选择最适合其设计约束的材料。