سیم پیچی مس بهتر است یا آلومینیم ؟ مزایا و معایب

حتما برای شما هم پیش آمده که هنگام تهیه الکتروموتور یا الکتروپمپ و به طور کلی ماشین آلاتی که دارای سیم پیچی هستند با این سوال مواجه شده اید که کالا با سیم پیچی مسی تهیه کنید یا آلومینیمی . خب این بحث مدت ها است که در بین مهندسان صنایع مختلف جریان دارد در این مقاله به صورت کلی به بررسی مزایا و معایب هر کدام خواهیم پرداخت.

در دهه 70 میلادی اکثر موتورها را با سیم آلومینیمی میساختند اما در سال های بعد این مساله تغییر کرد. برای بررسی مزایا و معایب هر یک از این دو فلز می بایست معیار هایی مانند وزن ، شکل پذیری ، مقاومت ، رسانای الکتریکی و قیمت را مقایسه کنیم. در این مقاله به بررسی فرق سیم مسی با آلومینیومی میپردازیم.

مزایای سیم پیچی آلومینیمی

هزینه کمتر و قیمت پایین تر
مقاومت در برابر خوردگی : یک لایه نازکی از اکسید بر روی آلومینیم باعث میشود تا آب و هوا به داخل فلز نفوذ نکند و از خوردگی جلوگیری شود.
تلفات جریان گردابی کمتر : به دلیل مقاومت بیشتر، اتلاف انرژی در اثر جریان های نامطلوب گردابی که در هسته مغناطیسی بوجود می آید در آلومینیم کمتر است و خطر ایجاد نقاط داغ کاهش می یابد.
سبک تر از مس
مقاومت کمتر : کابل های مسی میتوانند با ولتاژ کمتری کار کنند.

معایب سیم پیچی آلومینیم

آلومینیم مستعد اکسیداسیون در مفاصل یا بند ها : برای ایجاد اتصالات با آلومینیم باید لایه اکسید آلومینیم سوراخ شود و در عین حال جوری سوراخ شودد تا از تماس بیشتر هوا با آلومینیم جلوگیری شود. بنا بر این یک چالش سازندگان موتورها با سیم آلومینیمی همین مساله است .
مقاومت الکتریکی بالا تر : مقاومت آلومینیم 1.6 برابر بیشتر از مس است . برای جبران این مسئله سطح مقطع آلومینیم باید 1.6 برابر بزرگتر و قطر آن باید 1.26 برابر سیم پیچ های مسی باشد تا رسانایی یکسانی داشته باشیم.
موتور بزرگتر : با توجه به مورد قبل سیم پیچ های آلومینیمی بزرگتر از سیم پیچ مسی معادل هستند و این مسئله برای حمل مقدار جریان معاد مقدار بیشتری سطح مقطع نیاز دارد. پس یک موتور ساخته شده با سیم پیچی آلومینیم به فضا و حجم بیشتری نیاز دارد پس جثه موتور بزرگتر میشود.
رسانایی : رسانایی آلومینیم نسبت به مس کمتر است.
حساس به آسیب مکانیکی

مزایای سیم پیچی مسی

مس از لحاظ ساختاری قوی تر از آلومینیم است و کمتر منبسط میشود. همچنین دوام بالاتری دارد.
ظرفیت انتقال جریان بیشتر : مس میتواند تقریبا دو برابر آلومینیم جریان انتقال دهد که این امر باعث میشود اندازه و حجم آنها کوچکتر از آلومینم در محاسبات لحاظ شود.
در برخی موارد خاص بسته به نوسان قیمتی مس و شرایط تولید ممکن است ترانسفورماتور های مسی به صرفه تر باشد.
سایز کوچکتر سیم پیچی
تعمیر آسان تر قسمت شکسته شده و لحیم کاری – برای اتصال آلومنیم باید موارد خاصی رعایت شود.
انعطاف بیشتر : مس از الومینیم منعطف تر است و برای سیم پیچی و شکل دادن راحت تر است.
بدون خوردگی گالوانیکی :سیم های مسی را میتوان به راحتی به یکدیگر و سایر هادی های فلزی متصل کرد و شاهد هیچ خوردگی گالوانیکی نبود.
قابلیت بازیافت

خوردگی گالوانیکی چیست ؟

خوردگی در اثر اختلاف پتانسیل ( تفاوت ولتاژ ) بین فلزات در ارتباط با یکدیگر را خوردگی گالوانیکی میگویند.

معایب سیم پیچی مسی

قیمت بالاتر – به طور کلی مس از آلومینیم گران تر است
انعطاف پذیری کمتر مس نسبت به الومینیم
کم یاب تر بودن مس – کشور چین یکی از بزرگتریم مصرف کنندگان مس در جهان است.
سنگین تر از الومینیم

تبدیل سیم آلومینیوم به مس در سیم پیچی

خیلی از مواقع الکتروموتوری سوخته به کارگاه سیم پیچی فرستاده میشود تا تعمیر شود و سیم پیچی آن عوض شود. بعد از باز کردن موتور متوجه میشویم که سیم پیچی از جنس آلومینیم است.

حال میبایست با توجه به اینکه مس با الومینیم دارای ویژگی های مقاومتی و رسانایی متفاوتی است از مقدار مس با تعداد دور متفاوتی از الومینیم استفاده کنیم. با استفاده از رابطه های زیر میتوان قطر سیم مسی معادل و تعداد دور معادل را به دست آوریم .

فرمول تبدیل سیم آلومینیم به مس در سیم پیچی الکتروموتور ها

قطر سیم مس = قطر سیم آلومینیم * عدد ثابت 0.78

تعداد دور مورد نیاز مس = قطر سیم مس / (قطر سیم آلومینیم * تعداد دور پیچیده شده الومینیم )

نتیجه گیری

با توجه به موارد توضیح داده شده میتوان نتیجه گرفت که در صورت ساخت اصولی از لحاظ کیفیت الکتروموتورو طول عمر سیم پیچ های آلومینیمی میتوانند به خوبی سیم مس عمل کنند.

اما از لحاظ راندمان و کارایی (مصرف انرژی) بحث جدا است و سیم پیچ مس بهتر عمل میکند. صمن اینکه اجرا و ساخت استاندارد، سیم پیچ الومینیمی مستلزم رعایت موراد خاصی است که باید مورد توجه قرار گیرد. میتوان گفت استفاده از یک موتور با سیم پیچی مسی خیال مصرف کننده را راحت میکند.

بیشتر بخوانید: رده های راندمان الکتروموتور ها