【摘 要】本文分析論述了洗衣機用銅線電機和鋁線電機的性能區(qū)別。
【關鍵詞】電機;銅線;鋁線;電阻;溫升;效率
目前國內市場上流行的洗衣機主要有波輪式洗衣機和滾筒式洗衣機。無論哪種洗衣機,它的基本原理都是通過電機驅動波輪或者滾筒轉動從而產生水流,再由水流及波輪、滾筒產生力來洗滌衣物。因此,電機的性能在很大程度上決定了洗衣機的運行狀態(tài)、洗滌甩干質量、噪聲、震動大小及能耗等。作為洗衣機的關鍵零部件,電機品質的好壞,直接影響到整機的壽命和性能。
電機作為洗衣機的心臟,生產技術已經成熟,不同品牌之間的技術差異不大,決定電機品質的核心是其所運用的材質。目前主要有兩種材質的洗衣機電機,一種是鋁線電機,一種是銅線電機。
鋁,是一種化學元素。它的化學符號是Al,它的原子序數是13。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。在金屬品種中,僅次于鋼鐵,為第二大類金屬。至19世紀末,鋁才嶄露頭角,成為在工程應用中具有競爭力的金屬,且風行一時。航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質,這就大大有利于這種新金屬鋁的生產和應用, 鋁的應用極為廣泛。
銅是一種化學元素,它的化學符號是Cu,它的原子序數是29,是一種過渡金屬。 銅呈紫紅色光澤的金屬,密度8.92克/立方厘米。熔點1083.4±0.2℃,沸點2567℃,常見化合價+1和+2,電離能7.726電子伏特。銅是人類發(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。還有很好的延展性。導熱和導電性能較好。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力,在干燥的空氣里很穩(wěn)定。
那么銅線電機究竟比鋁線電機有哪些優(yōu)勢呢?
首先,純銅線電機更耐用。鋁比銅電阻大,使用中發(fā)熱量較高,容易燒壞電機。而且鋁和銅焊接不能自然融合,電源線連接點也容易被燒壞,導致鋁線電機洗衣機的整機壽命低于純銅線電機洗衣機使用壽命。
其次,純銅線電機更節(jié)能。電路元件的電阻大小和發(fā)熱大小成正比例關系,電阻大則發(fā)熱大,純銅線比鋁線電阻小,發(fā)熱低,電流通暢,熱量不浪費,省電更節(jié)能。
再次,純銅線電機更靜音。純銅線電機洗衣機整機噪聲測試僅為58分貝,鋁線電機噪音比銅線電機高7分貝。
其實洗衣機廠家一直以來都是采用銅線來制造電機,近幾年來逐漸采用鋁線替換電機中的銅線,主要還是由于銅材料的價格不斷上升。由于鋁線電機比純銅線電機差價達20-30元,一些品牌迫于成本壓力,洗衣機均采用鋁線電機。對波輪洗衣機而言,幾十塊錢的差價,幾乎相當于一臺洗衣機的利潤,這也是這些廠家采用鋁線電機的直接原因。
一些洗衣機廠家用鋁線代替電機中的銅線,或者采用了銅包鋁的手段,雖然價格更加低廉,但是仍存在許多問題需要解決。鋁比銅的電阻大,因而發(fā)熱量更高,在焊接等工藝不完善時,很容易出現(xiàn)安全問題。在能耗、低碳和環(huán)保等要求方面,也是銅電機占據了絕對的優(yōu)勢。由于目前鋁線電機沒有完善的技術支撐,在電機運轉時,銅線電機最高溫度也就70-80度,可是鋁線電機就可能達到90-100度。溫度升高后,由于焊接工藝存在隱患,主要是因為鋁熔點低且容易折斷,使用時間長后也容易發(fā)生變形,電機性能容易出現(xiàn)不穩(wěn)定,會縮短使用壽命。而且在相同的洗衣時間下,鋁線電機能效較低,要花費更多的電量。
鋁就做電機而言,是無法與銅相比的。鋁的電阻率高,發(fā)熱嚴重。鋁的耐腐蝕性也不好,尤其是高溫下,會生成三氧化二鋁,接頭或焊接處電阻變大甚至過熱燒斷。鋁電機的性能隨著時間不斷惡化,壽命不穩(wěn)定。而銅漆包線的優(yōu)勢明顯:導電率高、工藝成熟、質量可靠。不過,近年來銅等原材料價格的不斷上揚讓家電企業(yè)傷透腦筋。電機作為很多家電的重要部件,降低這一產品采購價格對于家電企業(yè)的重要性不言而喻。
其實鋁線電機也有很多優(yōu)勢:第一,銅鋁價格存在差異,使鋁線在使用成本上有較大優(yōu)勢,同樣的電機,使用鋁線比使用銅線的成本低30%左右。第二,對洗衣機企業(yè)而言,使用鋁線電機的占用資金也比銅線電機少。第三,鋁的密度只有銅的1/3,因此鋁線重量比銅線輕很多,可以降低家電物流成本。
另外,不僅成本低,鋁線在性能上也有優(yōu)勢,耐高電壓、耐熱沖擊性和熱性能都優(yōu)于銅線。在相同工作溫度下,相同油漆結構下鋁線的壽命是銅線的4倍以上。
如果能解決溫升、效率、槽滿率、壽命幾方面的問題,用鋁線電機替代銅線電機也是可以的。選擇合適的線徑可能將溫升同原來一樣,線徑比銅線增大20~30%,效率會比銅線低3%。槽形和線徑要很好配合,增大槽滿率。要對外露鋁線或接頭處進行嚴密封裝,避免受電蝕及氧化,增加電機壽命。
鋁線電機的效率在其他條件都有限制的情況下肯定是比不上銅線的,但是鋁線電機可以用更大的線徑和更多的匝數來彌補這個問題。在一切都做到很好的條件下,鋁線電機效率比銅線電機差不了多少或者很接近。
目前洗衣機電機標準并未對產品使用的材料進行限定,鋁線電機對性能的影響目前也均在國家標準的及格線內。而對于使用壽命的影響,由于產品上市時間尚短,還不能了解其是否能達到國家規(guī)定的10年。在家電的國家標準中,一般都不會對產品的使用材料進行過多的限定,其目的就是鼓勵原材料升級換代。對于家電用鋼、銅、塑料等材料,出于節(jié)能環(huán)保的需求,鼓勵運用更合適的材料。就是在保證產品質量、性能、可靠性等不變的前提下,使用更少的、更便宜的材料。由于我國是貧銅富鋁國家,家電生產中使用的銅大量依靠進口,因此鋁代銅是原材料替代研究的重點。
如果產品性能有所降低,但在國家標準允許的范圍之內,而且售價也因此降低,就不能認為企業(yè)是偷工減料,因為我國是一個多元化的消費市場,不同檔次的產品都會找到自己的市場。對于核心部件的原材料替代及替代將產生的后果,企業(yè)應該尊重消費者的知情權,在產品銷售前進行科學、誠實的明示,讓消費者根據自己的需要和自身條件進行選擇。
對于如何鑒別銅鋁電機,提供幾種方法給大家:
(1)鋁的物理性能問題不容易象銅線拉絲拉的很細,所以一般同樣功率的電機鋁線就稍粗一些。
(2)因為同等截面積的鋁線的電阻值比銅線高,所以要獲得一樣的電流,勢必加大鋁線的截面積,也就是直徑大。
(3)要做成同等功率的電機,因鋁線線徑加粗,繞組就增加,原來設計的矽鋼片的線槽就無法滿足繞組嵌入。為此,只能擴大線槽,而擴大線槽唯一的辦法,就是增大定子的外徑和厚度。
綜上所述,分辨鋁線電機,只要看繞組線是否較粗,定子比較笨重;或者測量線阻,都可以檢查出來。
對洗衣機來說,電機一般安裝洗衣機的底部。我們到賣場進行選購時,從洗衣機外部根本看不到電機,也很不方便進行鑒別。因此,建議采用的方法是,向銷售員咨詢,確定洗衣機是采用銅線電機還是鋁線電機,同時要求銷售員在發(fā)票上注明電機材質。這樣起碼出現(xiàn)洗衣機問題時能有憑證。