电机铁芯用 0.2 mm 硅钢片，铁损能降多少？---壹倍达电机小课堂

2025-10-28 11:37

一、先厘清：铁损的两大组成

铁损 = 磁滞损耗 + 涡流损耗

磁滞损耗 ∝ 峰值磁密 B^1.6 × 频率 f

涡流损耗 ∝ B² × f² × t² （t = 单片厚度）

厚度 t 从 0.35 mm 降到 0.2 mm，涡流路径被“腰斩”，理论上涡流损耗可降 (0.35²－0.2²)/0.35² ≈ 67%。

但整机铁芯并非只有涡流，磁滞、毛刺、应力、谐波都会把理论值拉回地面。

所以“薄片=铁损减半”是实验室理想，真实电机得打对折再对折。

二、实验设计：只变厚度，其余锁死

样本分两组：

A 组：0.35 mm，叠高 40 mm，质量 1.835 kg

B 组：0.2 mm，叠高 40 mm，质量 1.840 kg（薄片间隙略多，质量几乎一样）

三、数据说话：铁损曲线逐点对比

结论：在工频 50 Hz、额定 1 T 工作点，0.2 mm 薄片让铁损下降 20%；随磁密升高，降幅收窄——因为磁滞损耗占比提高，而磁滞与厚度关系不大。

四、装到真实电机里：整机铁损再打折

把 A、B 两套铁芯分别做成 5.5 kW、4 极内嵌式永磁电机，保持绕组、磁钢、气隙一致，上台架跑额定负载 50 Hz，测试结果：

说明：空载与满载铁损降幅几乎一致，证明薄片在正弦电网下收益线性；但整机效率只提高 0.4%，因为 5.5 kW 电机里铜损占比更高，铁损权重被稀释。

五、频率拉高：800 Hz 高速场景才见真章

把同一批铁芯做成 30 kW、8 极、800 Hz 高速永磁电机，再看数据：

涡流损耗与 f² 成正比，频率越高，薄片优势越被放大。

在 800 Hz 场景，整机效率提升 1.8%，绕组温升降 12 K，直接省掉一套风冷风扇。

六、成本天平：加工费与硅钢废料

冲压：0.2 mm 片刚度下降 40%，模具磨损快 30%，冲次从 200 spm 降到 130 spm，人工+折旧增加约 0.8 元/kg。

退火：薄片易粘连，需隔板吊装，炉装量降 15%，折合 0.3 元/kg。

叠压：片数翻倍，工时翻倍，人工再加 0.4 元/kg。

合计：加工侧成本提高 1.5 元/kg，对 5.5 kW 电机铁芯（约 2 kg）而言，整机材料成本上升 3 元，占电机售价 <0.5%，可忽略；但对大批量定子冲片外购厂，吨价上涨 1500 元，投标时就得算清楚。

七、什么时候不划算？

工频 50 Hz、B<1 T 的小功率电机：铁损降幅 20%，整机效率提升 <0.5%，用户三年省电费抵不回薄片溢价。

极端低成本市场：如风扇、排水泵，电机售价 30 元，3 元差价就是 10%，客户宁愿多 2 W 损耗。

高饱和磁密设计：B>1.5 T 时磁滞损耗占 60% 以上，薄片优势被稀释，不如用更低损耗的 0.35 mm 50W310。

八、拆机显微镜：薄片带来的副作用

毛刺率：同等模具间隙，0.2 mm 毛刺高度 8 μm，比 0.35 mm 多 3 μm，需额外去毛刺滚刷，否则搭接短路涡流反而上升。

应力层：薄片冲压后边缘位错密度高，退火若不到位，铁损比理论值高 5%~7%。

叠压系数：0.2 mm 实测 0.975，比 0.35 mm 的 0.985 略低，需要提高胶量或加小齿压筋补偿。

九、结论一句话：厚度减半，收益与频率成正比

50 Hz 正弦电网：铁损降 20%，整机效率 +0.4%，省电费但省不多；

400 Hz 以上高速：铁损降 30%~40%，整机效率 +1.5%，省冷却、省体积，薄片价值才凸显；

成本侧：材料几乎同价，加工侧吨价高 1500 元，对高端电机可接受，对低端电机就是“最后一根稻草”。

所以，“0.2 mm 硅钢片铁损能降多少？”标准答案是：

工频 20%，高频 40%，整机效率提升从 0.4% 到 1.8% 不等。

是否值得用，先看你跑多少赫兹、卖多少价、愿不愿意为多出来的 4 K 温升和 1.5% 效率买单。