鑄銅轉(zhuǎn)子電動機及其在小風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用淺析

　　摘　要：銅具有極其優(yōu)異的的導(dǎo)電性能，銅在電動機領(lǐng)域的應(yīng)用對于提高電動機的能效具有非常重要的意義。作為銅在高效電動機領(lǐng)域應(yīng)用的一個成功案例，鑄銅轉(zhuǎn)子電動機具有效率高、材料成本低、重量輕、體積小、壽命長等諸多優(yōu)點。本文介紹了鑄銅轉(zhuǎn)子電動機的優(yōu)點以及在國內(nèi)外的發(fā)展情況。通過分析比較，認(rèn)為鑄銅轉(zhuǎn)子電動機在小風(fēng)電領(lǐng)域具有良好的發(fā)展機會。

　　1. 前言
　　銅， 英文名稱COPPER， 源自拉丁文Cuprum，是以產(chǎn)銅聞名的塞浦路斯島的古名。西方傳說，古代地中海的CYPRUS 島是出產(chǎn)銅的地方，因而由此得到銅的拉丁名稱CUPRUM 和銅的元素符號Cu。銅是人類最早發(fā)現(xiàn)使用的金屬之一，也是人類用于生產(chǎn)的第一種金屬，最初人們的使用只是存在于自然界中的天然單質(zhì)銅，用石斧把它砍下來，便可以錘打成多種器物。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，只是使用天然銅制造的生產(chǎn)工具就不敷應(yīng)用了，從而促使人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見，大多具有鮮艷而引人注目的顏色，例如：金黃色的黃銅礦CuFeS₂，鮮綠色的孔雀石CuCO₃·Cu(OH)₂， 深藍(lán)色的石青2CuCO₃·Cu(OH)₂ 等，把這些礦石在空氣中焙燒后形成氧化銅CuO，再用碳還原，就得到金屬銅。
　　純銅具有紫紅色的金屬光澤。 純銅的密度8.92×10³kg/m³, 熔點1083.4±0.2 ℃， 沸點2567℃。常見化合價為+1 和+2（3 價銅僅在少數(shù)不穩(wěn)定的化合物中出現(xiàn)， 電離能7.726 電子伏特。銅不僅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一，稍硬、極堅韌、耐磨損，具有良好的延展性。
　　特別是，銅的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性除略遜于銀以外，是所有金屬中最好的。工程上，把退火純銅的導(dǎo)電性規(guī)定為100％， 其它材料與它對比進(jìn)行標(biāo)定，稱為IACS 值（國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)值）。因為銅的導(dǎo)電性對微量雜質(zhì)很敏感，所以在生產(chǎn)上可以用IACS 值作為銅純度的一個指標(biāo)。高純銅的IACS值可達(dá) 101.5％。高純鋁（99.996％）和工業(yè)純鋁（99.5％）的IACS 值分別為64.94％和 59％。也就是說，在電氣工程應(yīng)用中，銅材的導(dǎo)電性比鋁材高35％以上。

　　銅所具有獨特的導(dǎo)電性能，是鋁所不能代替的，這也是銅在電能供應(yīng)及使用領(lǐng)域中大量應(yīng)用的原因。從電能的產(chǎn)生、輸送、分配到最終使用過程中，銅都發(fā)揮著非常重要的作用。本文將著重討論銅對電能使用的主要設(shè)備－電動機能效提
高方面的作用。
　　2. 銅與電動機的能效
　　作為生產(chǎn)生活中最重要的動力設(shè)備之一，電動機承擔(dān)著將電能轉(zhuǎn)換成機械能，從而驅(qū)動機械設(shè)備的作用。而銅對于電動機能效的提高有起著不可替代的作用。根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計，其電動機的用電量占工業(yè)總用電量的2/3，占其全部用電量的1/2，電動機所傳遞的能量消耗其一次能源總量的20%。 歐盟1992 年的統(tǒng)計資料顯示，當(dāng)年歐盟的總用電量為17000 億千瓦時，而其中電動機的用電量為7190 億千瓦時，占其總用電量的42%。目前我國電動機的耗電量約占我國社會總用
電量的60% 左右。