鼠籠式電機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄銅轉(zhuǎn)子優(yōu)缺點(diǎn)對比

2021年7月7日來源：防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機(jī) 防爆風(fēng)機(jī) 防爆通訊瀏覽 4447 次評論 0 次

從結(jié)構(gòu)上看電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分，包含轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，一般用厚度為0.5mm相互絕緣的硅鋼片沖制疊壓而成，沖片外圓沖有均勻分布的槽，用來安置轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組，用于產(chǎn)生感生電動(dòng)勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生電磁力矩而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)軸，支撐轉(zhuǎn)子鐵心和繞組，并傳遞電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，同時(shí)保證定、轉(zhuǎn)子間具有一定的均勻氣隙。

談到轉(zhuǎn)子，目前市面上最常見的應(yīng)該就是鑄鋁轉(zhuǎn)子和鑄銅轉(zhuǎn)子兩類，它們在中小型電機(jī)中的應(yīng)用較為廣泛。轉(zhuǎn)子鑄鋁或鑄銅工序就是在轉(zhuǎn)子繞組部分進(jìn)行的，轉(zhuǎn)子繞組其按結(jié)構(gòu)可分為籠型和繞線型兩種，而我們所說的鑄鋁轉(zhuǎn)子和鑄銅轉(zhuǎn)子就屬于籠型轉(zhuǎn)子。如果去掉其中的鐵芯，繞組其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)籠子，也就是轉(zhuǎn)子的線圈，既然是線圈，那就需要減小線阻。再加上繞組要求較高的導(dǎo)電性能，自然就需要使用銅或鋁來制作。

鑄鋁轉(zhuǎn)子

鑄鋁轉(zhuǎn)子，是采用鑄鋁的方法，鑄出槽內(nèi)的導(dǎo)條和鐵芯兩段的端環(huán)，平衡柱和風(fēng)葉，使轉(zhuǎn)子成為一個(gè)堅(jiān)固的整體。鑄鋁轉(zhuǎn)子的槽形不受銅或鋁材截面的限制，可靈活地設(shè)計(jì)最佳形狀；轉(zhuǎn)子風(fēng)葉與籠條、端環(huán)以及平衡柱同時(shí)鑄出，可提高散熱效能；鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對稱緊湊，易于達(dá)到機(jī)械上的平衡。由于生產(chǎn)周期短，成本低，適合大批量生產(chǎn)，鑄鋁轉(zhuǎn)子得到了大量應(yīng)用。轉(zhuǎn)子鑄鋁直接影響到轉(zhuǎn)子電阻的大小，對電機(jī)的啟動(dòng)性能、額定轉(zhuǎn)速有很大影響。但由于籠條與鐵芯接觸非常緊密，鑄鋁轉(zhuǎn)子可能導(dǎo)致雜散損耗較大。此外，鑄鋁時(shí)如出現(xiàn)鋁液流動(dòng)不暢，導(dǎo)致鑄鋁轉(zhuǎn)子槽內(nèi)鋁條斷開或變細(xì)，會(huì)使電機(jī)噪音增加，性能變差。

鑄銅轉(zhuǎn)子

鑄銅轉(zhuǎn)子技術(shù)是業(yè)界公認(rèn)的電動(dòng)機(jī)高效化技術(shù)解決方案中最經(jīng)濟(jì)、簡單的解決方案。銅轉(zhuǎn)子電機(jī)具有四大優(yōu)勢：

1. 提高效率。鑄銅轉(zhuǎn)子代替鋁轉(zhuǎn)子可顯著提升中小型電動(dòng)機(jī)效率，節(jié)能收益豐厚。以Y132M-4 7.5KW電機(jī)為例，更換鑄銅轉(zhuǎn)子后，電機(jī)效率從87%提升至90.4%。按照電動(dòng)機(jī)使用十年計(jì)算，可節(jié)省電費(fèi)16080元，是更換成本的16倍，收益十分明顯。目前，南陽防爆集團(tuán)已開發(fā)出IE5效率水平的銅轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)，15HP-4P電機(jī)實(shí)測效率可達(dá)93.6%。

鼠籠式電機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄銅轉(zhuǎn)子優(yōu)缺點(diǎn)對比

2. 降低溫升。以25HP 18.7KW電動(dòng)機(jī)為例，使用銅轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)相比鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)溫升降低41%，僅有47.2℃。而電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度每降低10攝氏度，使用壽命可增加一倍。因此，銅轉(zhuǎn)子電機(jī)可有效延長電機(jī)壽命。同時(shí)也增加電氣安全性，特別適用于爆炸性的特殊環(huán)境。

3. 減小體積、減輕重量、降低成本。同等效率下，鑄銅轉(zhuǎn)子電機(jī)體積相比鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)減小15%左右，適合于降基座號電機(jī)的應(yīng)用，如：減速機(jī)用電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)和泵用電機(jī)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，鑄銅轉(zhuǎn)子電機(jī)重量可降低20%左右。如：15 HP TEFC 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為鑄銅轉(zhuǎn)子后總重量減輕8KG。成本方面，同等效率的鑄銅轉(zhuǎn)子電機(jī)可降低10%左右。當(dāng)銅的價(jià)格降低或銅鋁價(jià)格差變小時(shí)，成本降低會(huì)更加明顯。

4. 耐腐蝕性。銅具有優(yōu)異的耐腐性能使得銅轉(zhuǎn)子非常適用于鹵水泵、熱水循環(huán)泵等應(yīng)用場景。

鑄鋁轉(zhuǎn)子的熔點(diǎn)低、價(jià)格低；鑄銅的轉(zhuǎn)子磁感力強(qiáng)，熔點(diǎn)高。兩者最大的區(qū)別是耐用性與動(dòng)力性。雖然銅轉(zhuǎn)子的制造成本較高，但綜合來看，銅作為發(fā)展可再生能源必不可少的基礎(chǔ)性材料，將利用其高效環(huán)保等特性助力全球能源轉(zhuǎn)型，使用銅轉(zhuǎn)子可顯著提高電機(jī)效率，導(dǎo)致用電量減少，進(jìn)一步降低綜合成本。在所有提高中小型鼠籠式電機(jī)電效率的技術(shù)和方法中，采用銅質(zhì)轉(zhuǎn)子代替鋁質(zhì)轉(zhuǎn)子壓鑄技術(shù)被認(rèn)為是最佳途徑之一。銅轉(zhuǎn)子擁有廣闊的市場前景，未來，電機(jī)行業(yè)必將迎來“銅轉(zhuǎn)子時(shí)代”。

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