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浅议洗衣机用铜线电机和铝线电机的性能区别

来源:用户上传      作者: 林亚玲

  【摘 要】本文分析论述了洗衣机用铜线电机和铝线电机的性能区别。
  【关键词】电机;铜线;铝线;电阻;温升;效率
  目前国内市场上流行的洗衣机主要有波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。无论哪种洗衣机,它的基本原理都是通过电机驱动波轮或者滚筒转动从而产生水流,再由水流及波轮、滚筒产生力来洗涤衣物。因此,电机的性能在很大程度上决定了洗衣机的运行状态、洗涤甩干质量、噪声、震动大小及能耗等。作为洗衣机的关键零部件,电机品质的好坏,直接影响到整机的寿命和性能。
  电机作为洗衣机的心脏,生产技术已经成熟,不同品牌之间的技术差异不大,决定电机品质的核心是其所运用的材质。目前主要有两种材质的洗衣机电机,一种是铝线电机,一种是铜线电机。
  铝,是一种化学元素。它的化学符号是Al,它的原子序数是13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。至19世纪末,铝才崭露头角,成为在工程应用中具有竞争力的金属,且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用, 铝的应用极为广泛。
  铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu,它的原子序数是29,是一种过渡金属。 铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃,常见化合价+1和+2,电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。
  那么铜线电机究竟比铝线电机有哪些优势呢?
  首先,纯铜线电机更耐用。铝比铜电阻大,使用中发热量较高,容易烧坏电机。而且铝和铜焊接不能自然融合,电源线连接点也容易被烧坏,导致铝线电机洗衣机的整机寿命低于纯铜线电机洗衣机使用寿命。
  其次,纯铜线电机更节能。电路元件的电阻大小和发热大小成正比例关系,电阻大则发热大,纯铜线比铝线电阻小,发热低,电流通畅,热量不浪费,省电更节能。
  再次,纯铜线电机更静音。纯铜线电机洗衣机整机噪声测试仅为58分贝,铝线电机噪音比铜线电机高7分贝。
  其实洗衣机厂家一直以来都是采用铜线来制造电机,近几年来逐渐采用铝线替换电机中的铜线,主要还是由于铜材料的价格不断上升。由于铝线电机比纯铜线电机差价达20-30元,一些品牌迫于成本压力,洗衣机均采用铝线电机。对波轮洗衣机而言,几十块钱的差价,几乎相当于一台洗衣机的利润,这也是这些厂家采用铝线电机的直接原因。
  一些洗衣机厂家用铝线代替电机中的铜线,或者采用了铜包铝的手段,虽然价格更加低廉,但是仍存在许多问题需要解决。铝比铜的电阻大,因而发热量更高,在焊接等工艺不完善时,很容易出现安全问题。在能耗、低碳和环保等要求方面,也是铜电机占据了绝对的优势。由于目前铝线电机没有完善的技术支撑,在电机运转时,铜线电机最高温度也就70-80度,可是铝线电机就可能达到90-100度。温度升高后,由于焊接工艺存在隐患,主要是因为铝熔点低且容易折断,使用时间长后也容易发生变形,电机性能容易出现不稳定,会缩短使用寿命。而且在相同的洗衣时间下,铝线电机能效较低,要花费更多的电量。
  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。铝的耐腐蚀性也不好,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断恶化,寿命不稳定。而铜漆包线的优势明显:导电率高、工艺成熟、质量可靠。不过,近年来铜等原材料价格的不断上扬让家电企业伤透脑筋。电机作为很多家电的重要部件,降低这一产品采购价格对于家电企业的重要性不言而喻。
  其实铝线电机也有很多优势:第一,铜铝价格存在差异,使铝线在使用成本上有较大优势,同样的电机,使用铝线比使用铜线的成本低30%左右。第二,对洗衣机企业而言,使用铝线电机的占用资金也比铜线电机少。第三,铝的密度只有铜的1/3,因此铝线重量比铜线轻很多,可以降低家电物流成本。
  另外,不仅成本低,铝线在性能上也有优势,耐高电压、耐热冲击性和热性能都优于铜线。在相同工作温度下,相同油漆结构下铝线的寿命是铜线的4倍以上。
  如果能解决温升、效率、槽满率、寿命几方面的问题,用铝线电机替代铜线电机也是可以的。选择合适的线径可能将温升同原来一样,线径比铜线增大20~30%,效率会比铜线低3%。槽形和线径要很好配合,增大槽满率。要对外露铝线或接头处进行严密封装,避免受电蚀及氧化,增加电机寿命。
  铝线电机的效率在其他条件都有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。在一切都做到很好的条件下,铝线电机效率比铜线电机差不了多少或者很接近。
  目前洗衣机电机标准并未对产品使用的材料进行限定,铝线电机对性能的影响目前也均在国家标准的及格线内。而对于使用寿命的影响,由于产品上市时间尚短,还不能了解其是否能达到国家规定的10年。在家电的国家标准中,一般都不会对产品的使用材料进行过多的限定,其目的就是鼓励原材料升级换代。对于家电用钢、铜、塑料等材料,出于节能环保的需求,鼓励运用更合适的材料。就是在保证产品质量、性能、可靠性等不变的前提下,使用更少的、更便宜的材料。由于我国是贫铜富铝国家,家电生产中使用的铜大量依靠进口,因此铝代铜是原材料替代研究的重点。
  如果产品性能有所降低,但在国家标准允许的范围之内,而且售价也因此降低,就不能认为企业是偷工减料,因为我国是一个多元化的消费市场,不同档次的产品都会找到自己的市场。对于核心部件的原材料替代及替代将产生的后果,企业应该尊重消费者的知情权,在产品销售前进行科学、诚实的明示,让消费者根据自己的需要和自身条件进行选择。
  对于如何鉴别铜铝电机,提供几种方法给大家:
  (1)铝的物理性能问题不容易象铜线拉丝拉的很细,所以一般同样功率的电机铝线就稍粗一些。
  (2)因为同等截面积的铝线的电阻值比铜线高,所以要获得一样的电流,势必加大铝线的截面积,也就是直径大。
  (3)要做成同等功率的电机,因铝线线径加粗,绕组就增加,原来设计的矽钢片的线槽就无法满足绕组嵌入。为此,只能扩大线槽,而扩大线槽唯一的办法,就是增大定子的外径和厚度。
  综上所述,分辨铝线电机,只要看绕组线是否较粗,定子比较笨重;或者测量线阻,都可以检查出来。
  对洗衣机来说,电机一般安装洗衣机的底部。我们到卖场进行选购时,从洗衣机外部根本看不到电机,也很不方便进行鉴别。因此,建议采用的方法是,向销售员咨询,确定洗衣机是采用铜线电机还是铝线电机,同时要求销售员在发票上注明电机材质。这样起码出现洗衣机问题时能有凭证。
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