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铜线与铝线的区别及对电机性能的影响
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近年来由于漆包铜线的价格不断地上涨,有好些单位在考虑用铝线代替来降低成本. 但是使用铝线最明显的一点是发现温升高了.不知道各位有什么意见?请教请教!
[ 本帖最后由 Rosemary 于
11:37 编辑 ]
感谢您发起的讨论，促进了论坛的技术交流！
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我们公司已经做了不少了，不过大多是内销产品，外销的产品还是很慎重的！
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其实用铝线,或铜包铝,其缺点:　温升高,还导致电机寿命短, 对有些电机其振动会变大. 我仅知道这些,
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铝就做电机而言，是无法与铜相比的。铝的电阻率高，发热严重了；铝的耐腐蚀性不好，尤其是高温下，会生成三氧化二铝，接头或焊接处电阻变大甚至过热烧断；铝电机的性能随着时间不短恶化，寿命不稳定。
你想，铜的比重为8.9，铝的为2.7，铜差不多比铝在同等用量上贵4-5倍，可是为什么全世界都用铜？国外的科技都没有研究出来呗！:lol
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用鋁線替代銅線是可以的﹐但要注意的也是上面几位提到的問題﹕溫升﹑效率﹑槽滿率﹑壽命。
選擇合適的線徑可能將溫升同原來一樣﹐線徑比銅線增大20~~30%;
效率會比銅線降低3%以上﹐線材本身決定不可避免﹔
槽滿率增大﹐槽形和線徑要很好配合﹔
壽命﹐要對外露鋁線或接頭處進行嚴密封裝﹐避免受電蝕及氧化。:)
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原帖由 llp008008 于
09:53 发表
用鋁線替代銅線是可以的﹐但要注意的也是上面几位提到的問題﹕溫升﹑效率﹑槽滿率﹑壽命。
選擇合適的線徑可能將溫升同原來一樣﹐線徑比銅線增大20~~30%;
效率會比銅線降低3%以上﹐線材本身決定不可避免﹔
槽滿率 ...
1：铝线电机的接头氧化问题，要区分使用场合。如果是刚在油中，根本不接触氧气，氧化问题就不会很突出。
2：国家节能减排的要求，对电机的性能要求越来越高。因铝线电机本身的限制，采用铝线的难度在不断增加。
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个人认为，铝线（或者铜包铝）代替铜线电机是一个大趋势，当然在一些特殊要求的电机上是无法用铝线代替的。铝线要代替铜线电机，我觉得要考虑以下几个方面的问题：
1&&原来的铜线电机本身设计就有余量。比如1500W电机，在实际场合只用到了1300W左右，这样的话用铝线去代替才有可行性，如果铜线本身就已经设计没有丝毫余量，再用铝线设计，电机性能肯定是全方面恶化。
2&&工艺的问题.
2-1铝线电机老生常谈的接头（现在很多厂家已经用国外的端子解决了这个问题了）。
2-2槽满率问题，用铝线代替铜线，为了效率，热负荷等尽量接近铜线，线径不可避免要增大，槽满率是个问题，当然我设想是否应该为铝线电机重新设计新的槽型，我想以后会实现的。
2-3铝线容易断的问题，我们单位在实际生产的时候，发现0.50以下的铝线很容易下线的时候折断，这是铝的特质决定了，韧性不强。
3&&效率的问题
很多人总说铝线电机的效率不行，其实说这些话的人很多是并没有做过真正的型式试验。铝线电机的效率在其他条件都限制的情况下肯定是比不上铜线的，但是铝线电机可以用更大的线径和更多的匝数来弥补这个问题。总之，在一切都做到很好的条件下，铝线效率比铜线电机差不了多少或者很接近。当然有些客户对效率要求严格，那只能是先考虑铜线了。
铝线电机是大趋势就是因为它有铜线无法比拟的优点，价格！！经济社会优先考虑成本因数。何况铜能源的过度消耗对国家的可持续发展也不利。
[ 本帖最后由 kimmygzh 于
07:48 编辑 ]
西莫币 +14
经典的评论。
很有技术含量的讨论
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我研究过三相、单相的铝线电机。实际在70年代中国就做了一段时间的铝线电机，后来由于铜线价格的下降，就取消了铝线电机。在通用电机方面，用科学的设计及工艺完全可以做出达到铜线性能的电机。但要想做特殊电机就要注意了。首先做不了高效及超高效电机，如果体积不受限高效电机也差不多能做出来。还有就是变频及高速电机铝线也做不了。我现在如果用户接受的情况下，内销及外销都做部分铝线电机，都很好。这是个需求问题，有要的可以做，但不能欺骗用户。
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一方面，成本的压力。。。。
一方面，铜资源的快速消耗。。。
一方面，大量的电机电器产品的廉价出口。。。
一方面，节能减排的基本国策，必须提高电机效率。。。
矛盾重重。。。
铜也忧，铝也忧。。。
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请问各位，对于铝线接头的氧化问题，该如何处理或者是更换什么样的焊锡丝会更好点？谢谢
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其实关于铝线设计的问题,我认为,在性能上要控制温升,当然,这就牵扯到效率的问题了,可通过增加铁芯长的方式来弥补;结构上,大家都对铝线的联结可靠性存有疑虑,焊接的方式,尽管有专用的焊锡,但是毕竟存有隐患,可通过打专用铝线端子来联结,可选用AMP下属的泰克公司的端子机(就在上海);工艺上,定子要注意坎线和整形,因为铝线软,漆皮的覆着力相比下也不如铜线,注意压扁和刮伤,重点检测匝间,控制好的话,这也不是个大问题,当然了,槽满率要适当的放小些.
& & 其实,铝线电机的性能并不比铜线的差,而在成本上却有巨大的优势,使今后的发展方向.在空调和泵类电机上,已经在大面积的推广.
谢谢你的经验分享，我们用的端子就是AMP的
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铝线接头用铆接
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铝线最主要的问题是铜铝焊接，以前很多火灾都是因此造成的。目前也有用冷压端子解决的。
效率可以用增加钢板来解决，目前的铜价下，单相电机总成本还是可以明显的减低。同时也可以解决发热的问题
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关于铝线电机的问题，一直是大家比较关注也比较头痛的问题，铝线的温升和焊接是最大的关键，温升可以加大铁芯长度和放大线径解决，但是又会遇到一个严重的问题，那就是利用现有的条件的话，槽满率是个问题，焊接的问题，虽然可以用铆接的方式解决，这不失为一个好办法，但是操作起来应该麻烦，不是最有效最直接的办法，不知道市场上有没有生产出这样的焊锡丝，期待中。
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关于这个铝线电机，电机性能方面与铜线差不多，主要是电机设计能不能嵌的下线圈而以。
我们公司生产铝线电机三年了，出口到阿根廷，反应还是很好的，主要还是价位合理
关于生产工艺方面，焊接的话有专用的脱漆剂（与铜线的脱漆剂不一样的）用刮漆器的话容易断线，焊接方面有专用铝线助焊济（连接的时候用多股铜线绕在铝漆包线上，这个大家可以试一下，铝绕铜没这样好）直接在铝容器里焊接就行了。连接处我们套一根热缩管，控制铝的氧化问题。:victory:
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谢谢szzhang的建议，不知道专用的铝线助焊济在哪才能买到？
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回复 7楼 kimmygzh 的帖子
我们公司生产铝线电机已多年。（单相感应）并全都出口。问题也不是很大。
一般公司在改用铝线后，主要的问题体现在
1、槽满率高，达78-81%
2、因槽满率高及铝线的材质影响，断线次品率约为5-8%
3、电机温升高（B级都在95K徘徊）
针对上述1、2、3问题点，在工艺上做出的改进主要有以下方面：
1、适当加大定子槽口，（+0.3对性能也没什么影响）
2、重新设计绕线板的形状，配和嵌线机。（我们公司现在使用一种自动嵌下线机，绕线后线排的很顺，下线后效果非常好，断线次品铝可控制在0.5%内）
& &但绕线模要尽量小，以免电阻大温升高。而且浪费漆皮线。
3、对于温升就是尽量优化设计电机方案，另外尽量将转子铸铝控制好，转子质量好可以补偿一下温升嘛，哈！（特别留意扭斜及气孔）
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原帖由 hansen 于
14:31 发表
请问各位，对于铝线接头的氧化问题，该如何处理或者是更换什么样的焊锡丝会更好点？谢谢
不要焊锡，用刺破压接的工艺，一般不会氧化。
如果你还是担心，可以再套一个密封、防水的热缩管。
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铝线的焊锡性能差
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想调查下各厂铝线工艺情况
我想问下,大家在做铝线空调电机的时候,最小的铝线线径是多少呢?
特别是嵌线的最低要求线径.
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直线筛 仓壁振动器 振动筛弹簧 振动筛配件 斗式提升机 筛网螺旋输送机联系电话：振动电机的线包是铜线的好还是铝线的好 14:09:17文章来源： 联系电话：铜线与铝线互换的截面比率为0.79：1 ，六平方的铜线相当于十平方的铝线。用铝线直径要比铜线粗，同样的定子线槽铝线会放不下。单位面积的通过电流量也不同，铜线大概是每平方毫米能通过5-8A电流，铝线就要少多了，大概是3-5A了。要说的就是电阻率了，铜线的电阻率是0.017，铝线的电阻率是0.028。因为电阻率越小那么电线的过电量越大，电流就越稳定，所以振动电机的线包要用铜线。除了铜线和铝线的截流量和材质不同以外，主要区别在于：铝线质量更轻，相对较便宜，机械强度较差，铝线在接驳线端极容易氧化，接驳线端氧化后会出现温度升高、接触不良，是引起故障(断电或断线)的多发点。另外铝不容易焊接，强度小，熔点低，易氧化，温升高，耗损大。根据:p=I*I*R知道同电流情况下，电阻R大消耗的功率也大，所以吕线不如铜线好。所以大家在选购振动电机的时候一定要买铜包的。
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相差并不大是相差多大?
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电源币：0&nbsp|&nbsp主题帖：20&nbsp|&nbsp回复帖：758
那不是线的问题,同样电流下,铜线绝对比铝线发热低,这点从其电阻率就可以看出来.
电源币：0&nbsp|&nbsp主题帖：2&nbsp|&nbsp回复帖：13
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铜包铝性能不差,用铜少,重量轻,价格低,铜包铝划算 1.直流电阻率：铜包铝线的电阻率比纯铜线大,约为纯铜线的1.5倍,在阴值相同时,铜包铝线重量约为纯铜线的1/2.根据集肤效应计算,在5MHz以上高频时,与相同截面的铜导体相比,其电阻率相等.在50Hz频率的电力电缆的使用中,其铜导体的集肤效应和邻近效应在150mm以上就逐渐显得突出,同时由于科学技术的不断发展,产生高次谐波电流和能源会注入到供电系统中,在系统的阻抗上产生出相应频率的高次谐波电压,致使电压的波形发生畸变,增加供电系统的损耗,使导体发热增加；此外,电缆使谐波放大,在接头处产生过电压而损坏电缆头.采用铜包铝导体会起到降低高次谐波产生的交流阻抗（电阻）的作用.在其他使用场合,通过采取提高铜包铝单丝中铜的体积和相应的工艺措施,使铜包铝/铜复合导体在现有同规格导体的外径尺寸上限内,满足导体直流电阻要求. 　　2.采用铜包铝导体可满足目前待续多年的电线电缆在产品选型、设计、使用、安装等方面的习惯,还对电缆的接线端子紧压、锡焊接有利. 　　3.降低交流电阻： 　　3.1交流电阻是电流载流量的主要依据,根据集肤效应的原理,单根导线的表面,其单位面积通过的电流比导线的圆心单位面积通过的电流要大,也就是说,大截面导体的圆心在相同导体相成的圆面积内,圆心比圆周通过的电流要小,所以把圆心导体与圆周导体用不同的金属组成是最合理、最经济的. 　　3.2影响交流电阻指标除直流电阻、集肤效应外,还有邻近效应,与相同直流电阻的铜导体相比,采用铜复合导体后,单根导体内,铝在园心,铜在外缘；在绞合导体内,内层是铜包铝,外层是纯铜,而铝对集肤效应和邻近效应都没有铜敏感,同时铜复合导体会使导体总截面增加一部份,因此也增加了导体的表面积,改善了电缆的散热条件,增加了散热面积,而铝的导热系数与铜相近,在同等的材料成本条件下,交流电阻的指标要经济得多. 　　4.具有良好的耐腐蚀性：铝比铜易腐蚀,但由于铜包铝材料已经完全冶金化,铝完全被铜所覆,不会被水、空气接触,完全达到与铜一样的性能.铜包铝/铜复合导体还更用利于避免电缆在长期使用过程中由于腐蚀、碰伤或因紧压、锡焊接不好使导体与接线端子接触不良、发热引起铜层脱落和铜铝两种金属之间形成电势差,加速电化腐蚀,造成电缆端部烧毁的隐患.对于铝导体,特别是在沿海地区,大气中盐雾所含有的氯离子会凝聚在铝的表面,易在表面的杂质和缺陷周围引起局部腐蚀,形成孔洞、裂纹和微电池,加剧铝导体的腐蚀. 　　5.成本低重量轻：与相同技术指标的铜芯电缆相比,铜包铝导体电缆可节约成本40%以上,铜包铝/铜复合导体电缆可节约成本20%以上.铜包铝线的比重仅为纯铜线的37%-40%.在线径、重量相等的情况下,其长度是纯铜线的2.5倍. 　　6.良好的焊接性：铜包铝线由于其表面同心包覆了一层纯铜,因此具有跟纯铜线一样的可焊性,方便生产
但是铜线圈散热性能好
邻近效应，与相同直流电阻的铜导体相比，采用铜复合导体后，单根导体内，铝在园心，铜在外缘；在绞合导体内，内层是铜包铝，外层是纯铜，而铝对集肤效应和邻近效应都没有铜敏感，同时铜复合导体会使导体总截面增加一部份，因此也增加了导体的表面积，改善了电缆的散热条件，增加了散热面积，而铝的导热系数与铜相近，在同等的材料成本条件下，交流电阻的指标要经济得多。
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