ファンのモーター巻線は、モーターのコストの大部分を占めています。したがって、今日の高騰する銅価格では、従来の純銅巻線よりも安価な代替品を使用することが、自動車企業が可能性を引き出すための最初の選択肢となっています。
1ファンモーターに使用される銅クラッドアルミエナメル線
1.1 軽量で優れた経済性
銅の密度は約 8.89g/cm3、アルミニウムの密度は約 2.69g/cm3 です。銅張アルミエナメル線の断面に占める銅面積の割合は、通常10%～15%です。 15%で計算すると8.89/2.69×(1-0.15)≒2.8、つまり同重量で同仕様の銅張アルミエナメル線の理論線長は純銅の約2.8倍銅エナメル線。
1.2 純銅エナメル線に近い導電率
物理的な表皮効果によると、交流電流は導体セクションに従って導体内に均等に分布するのではなく、導体表面に集中します。この推論によると、純銅エナメル線の軸に沿った一定の半径内の銅をより抵抗率の高いアルミニウムに置き換えた場合、導体全体の最大電流負荷はほとんど減少しません。つまり、導電率は基本的に減少しません。
1.3 オリジナルの純銅エナメル線の製造プロセスを適用し続けることができます
の外側の層ファンモーターに使用される銅クラッドアルミエナメル線も純銅ですので接続端の接触抵抗は変わらず、溶接性も純銅エナメル線と同等です。そのため、純銅エナメル線の溶接などの製造工程がそのまま引き継がれます。
2. アプリケーションの技術的な問題ファンモーターに使用される銅クラッドアルミニウム対応ワイヤー
2.1 巻線はんだ接合部の信頼性低下
スズ溶接は、ファン モーターの巻線ジョイントの一般的な溶接方法です。その特徴は、低温、操作が簡単、局所過熱、周囲の絶縁塗料への影響が少ない、低コスト、機械的強度が低いなどです。銅張アルミエナメル線にも適用できますが、純銅エナメル線に比べて次のような欠点があります。
① 溶接継手によっては溶接不良が避けられない。
アルミニウムは空気中で急速に酸化し、表面に緻密な構造の酸化保護皮膜層が形成されるため、銅張アルミエナメル線の円形部のアルミニウム含有部ははんだと合金を形成しにくくなります。溶接面に隙間ができます。繰り返される応力の影響下で、溶接接合部の支持力が低下しやすくなります。
②低温疲労強度。アルミナの導電率が低いと、抵抗が増加するため、はんだ接合部の加熱が増加する可能性があります。はんだ接合部全体の温度が上昇すると、温度による機械的応力が増加し、はんだ接合部の疲労強度が低下します。
③ はんだ接合部近くの銅被覆アルミニウム エナメル ワイヤの部分が老化し、早期に破断します。アルミニウムの融点は銅よりも低いです。溶接プロセス中、溶接点に近い銅被覆アルミニウム エナメル ワイヤのセクションは、局所的な高温により、絶縁塗料に損傷を与えたり、一部の金属を酸化させたりします。同時に、アニーリング熱処理も受けなければならず、その性能指数は大幅に低下します。性能指数の低下の度合いは、溶接温度、溶接時間の長さ、銅被覆アルミニウム エナメル線およびスズ線の品質、作業環境などによって異なります。
④材料の熱膨張係数は大きく異なります。はんだ接合部では、銅、アルミニウム、アルミナなどの材料が共存しているため、アルミナの熱膨張係数は 6.4 μM/m です。 ℃、銅の場合17.2μM/m。 ℃、アルミニウムは 23 μ m/m.℃ まで。
2.2 モーターを大きなスロット磁気コアに交換する必要があります
銅張アルミエナメル線の直流抵抗率は、純銅線の約1.5倍です。抵抗値が同じ場合、線径は純銅の約1.2倍です。つまり、同じ抵抗値を得るためには、より太い銅張アルミエナメル線が必要になります。巻数が同じ場合、コイルの巻き量は約20%増加します。
2.3 生産設備の技術革新と生産労働者の訓練への設備投資を増やす必要がある
銅張アルミエナメル線の引張強度は、純銅エナメル線よりも低くなります。生産工程において、高速巻線機で過度の張力またはわずかに高い張力がかかると、銅張アルミエナメル線が破損し、無駄になります。しかし、熟練工と安定した張力を維持できる高速巻取機があれば、両者の廃棄率の差を大幅に縮めることができることが証明されています。
3 ソリューション
3.1 信頼できる導体接続モードを採用するものとする
確実な接続方法は機械的な締結を採用することですが、接続部品が増え、原材料費が高くなるというデメリットがあります。同時に、銅張アルミエナメル線の溶接性は純銅エナメル線と変わらないという特性を生かしていません。したがって、溶接生産プロセスを改善するために、次の方法を採用できます。スズ炉の温度を下げるなど、溶接プロセスの温度を下げるようにしてください。絶縁塗料を機械的に除去するなど、溶接プロセスの高温時間を短縮します。高度に熟練した生産労働者を選択します。冷気冷却対策を追加するなど、溶接ステーションの周囲温度を下げるようにしてください。
3.2 高品質を選ぶファンモーターに使用される銅クラッドアルミニウム対応ワイヤー
明らかな価格優位性により、多くの企業が銅被覆アルミニウムエナメル線を製造していますが、品質は均一ではありません。そのため、銅張アルミエナメル線の絶縁塗料と金属層の品質に注意を払う必要があります。
3.3 生産投資を増やす必要性
巻線中の断線率を下げるためには、巻線機の始動性能が安定し、巻線速度が安定している必要があります。これは、企業が要件を満たさない巻線機などの生産設備を交換またはアップグレードする必要があります。ファンモータに銅張アルミエナメル線を適用する場合、上記の対策により製造コストが高くなることは事実ですが、その価格優位性により製造コストを削減することができます。さらに、銅被覆アルミニウムエナメル線に対する市場の強い需要により、生産設備のコストは徐々に削減され、生産プロセスの成熟度と改善も処理コストの低下につながり、コストの削減につながります。製品の最終価格の変動により、市場での競争力が高まります。
