最近，刘成成和杜汉东还有他们的团队在研究一种叫做混合磁心爪极电机的新型技术。他们给这个研究起了个名字，“逆变器供电下混合磁心爪极永磁电机的多物理场耦合分析”。这项工作在2025年发表在《电工技术学报》上，而且他们还得到了国家自然科学基金的支持。 混合磁心爪极电机在电机领域引起了广泛关注，因为它比普通径向磁通电机有着更高的转矩密度和功率密度。不过，这种电机结构复杂，制作起来难度很大，成本也高。传统的硅钢片材料不适合这个任务，所以研究人员把目光转向了软磁复合材料（SMC）。SMC 材料可以模压成任意形状，适合复杂结构的电机铁心制作，有效降低了制造难度和成本。不过 SMC 材料也有缺点：低频涡流损耗高、机械强度差、磁导率低。 为了弥补这些不足，研究人员设计了混合材料磁心爪极电机方案。通过把硅钢片和 SMC 材料组合搭配制作定子，这个方案可以改善电机性能。以前的研究大多假设是理想正弦电流源供电，但实际应用中都是逆变器供电。而且很少有研究从电磁场、温度场、应力场多个角度去比较混合磁心和 SMC 磁心爪极电机的性能。这次研究填补了这个空白。 他们使用11对极的混合磁心爪极电机作为实验对象。首先通过场路耦合分析逆变器供电下的电磁性能，并和理想正弦电流源供电进行对比。然后通过磁热双向耦合计算探究不同供电方式对温度分布的影响。最后从多物理场角度综合比较混合磁心和 SMC 磁心爪极电机的性能。 实验结果表明，逆变器供电导致电机绕组电流出现高次谐波，直接增加了铁耗和永磁体涡流损耗，还影响了转矩波形。但是对转矩幅值几乎没有影响。在额定工况下逆变器供电对温度影响极小，定子部分使用绝缘灌封胶使得温度分布均匀。 混合材料磁心在机械强度上比纯SMC材料更胜一筹，同时降低了成本。高速工况下它比纯SMC材料温度略高一些，在低速工况下性能表现更好。这项研究为混合材料磁心爪极电机的实际工程应用提供了扎实理论基础。未来可能会推动这类技术在相关领域的产业化发展。