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铝绕组电机与铜绕组电机的性能有哪些区别?

 电机技术日参 2021-04-03

该话题缘于一个粉丝的提问,客观地讲,在没有先决条件的前提下,该问题没有任何意义。采用铜绕组或铝绕组对应不同的电磁方案,因为铝的电阻率要比铜高,因而同功率、同极数条件下,铝绕组电机的体积要相对较大,两者的性能水平可以相当。

但是如果增加一些约定条件,不同材质绕组电机的性能水平则有较大的差别。为了进行性能关系对比,我们将铜绕组方案的定子绕组,用铝绕组直接取代,这样两者之间直接的性能比对关系便一目了然。

电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量。电阻率小,导电性能好;电阻率大,导电性能差。电阻率的大小是由材料本身的性质决定的,而同一种材料的电阻率又随温度的变化而变化,一般情况下温度高,电阻率增大。

75℃时,铝导线的电阻率0.0346欧姆.平方毫米/米,铜导线的电阻率为0.0217欧姆.平方毫米/米。如果按照同样规格、同绕组方案将铜绕组换成铝绕组,绕组的电阻将变为原来的1.59倍。

由于定子电阻的增加,电机的定子铜损耗将显著增加,在通风散热条件不变的情况下,电机效率、温升和功率因数性能都会变差。特别是对于铜绕组电机温升裕度较小的电机,如果直接将绕组更换为铝材,电机极有可能会因为绕组温升过高而直接烧毁。倘若为解决温升问题加大风压元件,又会因为机械损耗的增加,使电机的效率水平进一步降低。

铜线、铝线问题大多发生在电机的修理环节。有的修理厂为降低修理成本,简单估算后直接将铜导线更换为铝线,修理好的电机至少是性能低下或使用寿命很短,严重脱离预期时,会发生过热放炮烧毁绕组的严重电气故障。

因而,以电机的性能水平符合为前提,选择不同的绕组材料时,应对应不同的电磁方案。相反,当将原来的铝绕组电机直接更换为铜绕组时,电机的各项性能理论上会有较大的提升,但材料的过多投入显然也是一种资源的浪费。

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