Обмотки двигателя для вентиляторов составляют большую часть стоимости двигателя. Таким образом, при сегодняшнем стремительном росте цен на медь использование более дешевых альтернатив, чем традиционные обмотки из чистой меди, стало первым выбором для автомобильных предприятий для раскрытия потенциала.
1алюминиевый эмалированный провод с медным покрытием, используемый в двигателе вентилятора
1.1 легкий вес и замечательная экономичность
Плотность меди составляет около 8,89 г/см3, а плотность алюминия — около 2,69 г/см3. Доля площади меди в поперечном сечении алюминиевого эмалированного провода с медным покрытием обычно составляет 10% ~ 15%. Если пересчитать на 15 %, то это 8,89/2,69×(1-0,15) ≈ 2,8, то есть при том же весе теоретическая длина провода омедненного алюминиевого эмалированного провода той же спецификации примерно в 2,8 раза больше, чем у чистого медный эмалированный провод.
1.2 проводимость близка к проводимости эмалированного провода из чистой меди
Согласно физическому скин-эффекту переменный ток не распределяется в проводнике равномерно по сечению проводника, а концентрируется на поверхности проводника. Согласно этому выводу, если медь в определенном радиусе по оси эмалированного провода из чистой меди заменить алюминием с более высоким удельным сопротивлением, то максимальная токовая нагрузка всего проводника уменьшится мало, т. е. проводимость в основном не уменьшится.
1.3 процесс производства оригинальной эмалированной проволоки из чистой меди можно продолжать применять
Внешний слойалюминиевый эмалированный провод с медным покрытием, используемый в двигателе вентиляторатакже чистая медь, поэтому контактное сопротивление на соединительном конце остается неизменным, а свариваемость такая же, как у эмалированной проволоки из чистой меди. Таким образом, сварка и другие производственные процессы, изначально применявшиеся для эмалированной проволоки из чистой меди, могут продолжать использоваться.
2. Технические трудности в примененииалюминиевый провод с медным покрытием, используемый в двигателе вентилятора
2.1 снижение надежности паяных соединений обмотки
Сварка оловом является распространенным методом сварки соединений обмотки двигателя вентилятора. Его характеристики: низкая температура, простота в эксплуатации, локальный перегрев, незначительное воздействие на окружающую изоляционную краску, низкая стоимость, но низкая механическая прочность. Хотя его можно применять к эмалированному алюминиевому проводу с медным покрытием, по сравнению с эмалированным проводом из чистой меди, он имеет следующие недостатки:
① В некоторых сварных соединениях неизбежны проблемы с плохой сваркой.
Алюминий быстро окисляется на воздухе, и на поверхности будет образовываться слой оксидной защитной пленки с плотной структурой, что затрудняет образование сплава с припоем алюминийсодержащим участком в круглом сечении омедненной алюминиевой эмалированной проволоки, что приводит к зазору на поверхности сварки. Под воздействием повторяющихся нагрузок легко снизить несущую способность участка сварного соединения.
② Усталостная прочность при низких температурах. Плохая проводимость оксида алюминия может привести к повышенному нагреву паяных соединений из-за повышенного сопротивления. Повышение общей температуры паяного соединения также приведет к увеличению температурных механических напряжений и снижению усталостной прочности паяного соединения.
③ Участок покрытого медью алюминиевого эмалированного провода рядом с паяным соединением будет стареть и преждевременно разрушаться. Температура плавления алюминия ниже, чем у меди. В процессе сварки участок омедненной алюминиевой эмалированной проволоки вблизи точки сварки вызовет повреждение изоляционной краски и окисление некоторых металлов из-за локальной высокой температуры. В то же время он также вынужден пройти термообработку отжигом, и его индекс производительности будет значительно снижен. Степень снижения показателя производительности зависит от температуры сварки, продолжительности сварки, качества алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием и проволоки из олова, рабочей среды и так далее.
④ Коэффициент теплового расширения материалов сильно различается. В паяном соединении из-за сосуществования меди, алюминия, оксида алюминия и других материалов коэффициент теплового расширения оксида алюминия составляет 6,4 мкМ/м. ℃, 17,2 для меди мкМ/м. ℃, алюминий до 23 мкм м/м. ℃. Различные коэффициенты расширения увеличивают напряжение и деформацию алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием в точке сварки и вблизи нее и сокращают срок службы.
2.2 двигатель необходимо заменить магнитным сердечником с большим пазом
Удельное сопротивление постоянному току алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием примерно в 1,5 раза больше, чем у проволоки из чистой меди; Когда значение сопротивления одинаково, диаметр провода примерно в 1,2 раза больше, чем у чистой меди. Другими словами, для достижения того же значения сопротивления требуется более крупный омедненный алюминиевый эмалированный провод. При неизменном числе витков объем обмотки катушки увеличится примерно на 20 %.
2.3 необходимо увеличить капитальные вложения на техническое перевооружение производственного оборудования и обучение производственных рабочих
Прочность на растяжение алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием ниже, чем у эмалированной проволоки из чистой меди. В процессе производства чрезмерное или несколько более высокое натяжение в высокоскоростной намоточной машине приведет к разрыву алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием и ее отходам. Однако было доказано, что квалифицированные рабочие и высокоскоростные намоточные машины, которые могут поддерживать стабильное натяжение, могут в значительной степени сократить разрыв в уровне отходов между ними.
3 решение
3.1 Должен быть принят надежный режим соединения проводников.
Надежным методом соединения является использование механического крепления, но недостатком является увеличение количества соединительных деталей и увеличение стоимости сырья. В то же время не используется то свойство, что свариваемость алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием такая же, как и у эмалированной проволоки из чистой меди. Таким образом, могут быть приняты следующие методы улучшения производственного процесса сварки: попытаться снизить температуру в процессе сварки, например, снизить температуру печи для олова; Сокращение времени высокой температуры в процессе сварки, например, механическое удаление изоляционной краски; Подбирать высококвалифицированных производственных рабочих; Попытайтесь снизить температуру окружающей среды сварочной станции, например, внеся меры по охлаждению холодным воздухом.
3.2 выбрать качественныйалюминиевый провод с медным покрытием, используемый в двигателе вентилятора
Из-за явного ценового преимущества многие предприятия выпускают омедненный алюминиевый эмалированный провод, но качество его неравномерно. Поэтому следует обратить внимание на качество изоляционной краски и металлического слоя омедненного алюминиевого эмалированного провода.
3.3 необходимо увеличить производственные инвестиции
Чтобы уменьшить скорость обрыва проволоки во время намотки, необходимо, чтобы пусковые характеристики намоточной машины были стабильными, а скорость намотки была стабильной, чтобы гарантировать, что натяжение каждого узла управления в процессе намотки эмалированной проволоки не будет большой, что требует от предприятия замены или модернизации производственного оборудования, такого как намоточный станок, который не соответствует требованиям. Это правда, что вышеуказанные меры увеличат стоимость производства при использовании алюминиевой эмалированной проволоки с медным покрытием в двигателе вентилятора, но ее ценовое преимущество может снизить стоимость производства. Кроме того, при высоком рыночном спросе на алюминиевую эмалированную проволоку с медным покрытием стоимость оборудования для ее производства будет постепенно снижаться, повышение зрелости и совершенствование производственного процесса также приведет к снижению себестоимости ее обработки и сокращению от конечной цены продукта сделает его более конкурентоспособным на рынке.
