电机漏磁率 12%→3%，磁路封闭结构长啥样？---壹倍达电机小课堂

一、先定义：漏磁率到底怎么算？

漏磁率 = （励磁总磁通 − 有效气隙磁通）/ 励磁总磁通 ×100%

Industry 里通常用三维场有限元跑“磁通计”：把转子表面所有槽内磁通做面积分，得到 Φ_working；再把磁钢发出的全部磁通做封闭面积分，得到 Φ_total；两者一除就给出漏磁率。

12% 意味着磁钢辛辛苦苦发出的磁通，有一成多没进定子，而在端盖、轴套、机壳之间“闲逛”；封闭结构要做的，就是给这些闲逛的磁力线修一条“高速公路”，让它们乖乖回到主磁路。

二、传统“半开放”结构：12% 漏磁从哪来？

图 1 是一台典型外转子永磁风机拆机照：

磁钢表贴在转子铁轭外侧，轴向长度 40 mm；

转子轭厚度 3 mm，为了省重量，轭背开了 12 道通风孔；

端盖是铝合金，磁钢端面到端盖距离 2 mm；

没有轴肩磁桥，磁钢端面直接暴露在空气中。

三维扫描结果：

轴向端面散通量 5.8%；

轭背通风孔漏通量 3.9%；

轴套非磁性段 1.4%；

其他工艺间隙 0.9%；

合计 12.0%——与有限元吻合度 0.3%。

三、封闭结构的 4 处“围墙”

把同一套磁钢放进“封闭磁路”样机，变化的不是磁钢，而是 4 个几何细节（见图 2）：

轭背“实心化”

通风孔被移到机壳外壁，转子轭厚度由 3 mm 加到 4.5 mm，为磁通提供低阻回程。

端面“磁桥”

在磁钢两端各加 1 mm 低碳钢磁桥，与转子轭一体冲压，形成 U 形半包围；磁桥内径比磁钢内径缩进 0.3 mm，避免与定子刮擦。

轴肩“磁通环”

轴套改为 20# 钢一体车削，外圆与磁桥过盈配合，形成轴向磁通通路；同时在内圆车出 0.5 mm 隔磁槽，把轴本体与磁路电隔离，减少轴承电流。

机壳“台阶轭”

机壳内侧对应磁钢端面处，车出 0.8 mm 台阶，使机壳与转子轭背形成 0.2 mm 均匀气隙，既保证机械安全，又让漏磁通“贴墙走”。

四、实验对比：3% 漏磁被“关”在哪？

漏磁路径	原机 12%	封闭机 3%	差值
轴向端面	5.8%	0.9%	-4.9%
轭背通风	3.9%	0.6%	-3.3%
轴套段	1.4%	0.4%	-1.0%
工艺间隙	0.9%	0.7%	-0.2%
其他	0%	0.4%	+0.4%
总计	12.0%	3.0%	-9.0%

端面与轭背贡献 8.2% 的降幅，占总体收益 91%——封闭结构的重头戏就在这两处“围墙”。

五、性能红利：9% 漏磁换来的不只是数字

转矩密度 +6.8%

有效磁通增加 9%，同等电流下电磁转矩从 5.9 N·m 提到 6.3 N·m，铁芯长度可缩短 6 mm，省铜 5%。

效率 +0.7%

主磁通变大，给定转矩所需电流下降，铜损从 185 W 降到 165 W；整机效率在额定点提升 0.7%，对于 1.5 kW 风机，三年省电费约 90 元（0.6 元/度，24 h 运行）。

温升 -8 K

转子端面漏磁通减少，轭背涡流损耗下降 12 K，磁钢工作点温度从 85 ℃ 降到 77 ℃，抗退磁裕度增加 6 kJ/m³。

噪音 -2 dB

漏磁通在端盖感应的 100 Hz 电磁力波幅值下降，声功率级从 58 dB(A) 降到 56 dB(A)，人耳可感知“闷”声变小。

六、边界条件：封闭结构的三条红线

重量 +4%

磁桥与实心轭让转子质量增加 4%，对无人机、机器人关节等克级敏感场景需权衡。

工艺链延长

磁桥与轭背一体冲压需要 600 t 以上冲床，模具寿命下降 15%；轴肩磁通环需二次车削，单台工时 +3 min。

散热路径变窄

轭背通风孔取消，转子散热面积减少 18%，在高速（>8000 rpm）或封闭式电机里，需额外机壳散热筋或强制风冷补偿。

七、拆机实拍：肉眼可见的“磁力线回家”

图 3 左侧为原机，磁钢端面到铝合金端盖之间“空无一物”，用铁粉撒线能看到明显散通环；

图 3 右侧为封闭机，铁粉只在磁桥与机壳台阶之间拉出短短一条线，几乎看不到越界。

这就是 9% 漏磁被“关”起来的最直观证据——不需要高斯计，一把铁粉就能看见围墙效果。

八、小结：数字背后是一张“磁路门票”

从 12% 到 3%，材料没换、磁钢没升级，靠的只是四处几何微调：

轭背实心化——给磁通一条低阻回程；

端面磁桥——把轴向散通量“兜”回来；

轴肩磁通环——让漏磁贴着轴走，不逛空气；

机壳台阶——形成贴墙气隙，机械与磁路双赢。

封闭结构不是“黑魔法”，而是把磁路当成水流一样修堤坝：哪里漏，就在哪里加围墙。

记住这句话，下次再看到“漏磁率降低 9%”的宣传，你不会再以为加了天价磁钢——真正变贵的，往往是那些肉眼看不见的“磁力线回家之路”。

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