摘要：铜具有极其优异的导电性能，铜在电动机领域的应用对于提高电动机的能效具有非常重要的意义。作为铜在高效电动机领域应用的一个成功案例，铸铜转子电动机具有效率高、材料成本低、重量轻、体积小、寿命长等诸多优点。本文介绍了铸铜转子电动机的优点以及在国内外的发展情况。通过分析比较，认为铸铜转子电动机在风电领域应用具有良好的发展机会。

 

 

　　铜，英文名称COPPER，源自拉丁文Cuprum，是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名。西方传说，古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方，因而由此得到铜的拉丁名称CUPRUM和铜的元素符号Cu。铜是人类最早发现使用的金属之一，也是人类用于生产的第一种金属，最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜，用石斧把它砍下来，便可以锤打成多种器物。随着生产的发展，只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了，从而促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见，大多具有鲜艳而引人注目的颜色，例如：金黄色的黄铜矿CuFeS2，鲜绿色的孔雀石CuCO3˙Cu(OH)2，深蓝色的石青2CuCO3˙Cu(OH)2等，把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO，再用碳还原，就得到金属铜。

 

　　纯铜具有紫红色的金属光泽。纯铜的密度8.92×103kg/m3,熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。常见化合价为+1和+2(3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现，电离能7.726电子伏特。铜不仅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，具有良好的延展性。

 

　　特别是，铜的导电和导热性除略逊于银以外，是所有金属中最好的。工程上，把退火纯铜的导电性规定为100%，其它材料与它对比进行标定，称为IACS值(国际退火铜标准值)。因为铜的导电性对微量杂质很敏感，所以在生产上可以用IACS值作为铜纯度的一个指标。高纯铜的IACS值可达101.5%。高纯铝(99.996%)和工业纯铝(99.5%)的IACS值分别为64.94%和59%。也就是说，在电气工程应用中，铜材的导电性比铝材高35%以上。

 

　　铜所具有独特的导电性能，是铝所不能代替的，这也是铜在电能供应及使用领域中大量应用的原因。从电能的产生、输送、分配到最终使用过程中，铜都发挥着非常重要的作用。本文将着重讨论铜对电能使用的主要设备-电动机能效提高方面的作用。

 

 

　　节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。我国政府在颁布的《节能中长期专项规划》中明确提出了2010年节能的目标和发展重点，并提出了2020的发展目标。这其中，中小型电动机的中期目标是能效水平由2000年的87%提升到2010年的90%~92%。

 

　　电动机作为风力发电机、水泵、压缩机、机床等各种设备的动力，被广泛应用于工业、商业、公用设施和家用电器等各个领域。据统计，工业发达的国家和较大的发展中国家，电动机的用电量在其总用电量中占有相当大的比重，其用电量目前已平均占世界各国的总用电量的50%以上，占工业用电的70%以上。据美国能源部统计，美国电动机的用电量占其工业用电量的2/3，占其全部用电量的1/2。而且，大多数国家的电力生产仍以火力发电为主，其生产过程中排出的CO2等气体就成为地球温室效应气体的主要部分，对气候环境带来很大的影响。因此，大力开发高效、节能的新型电动机，对于应对世界能源危急和大气环境恶化、推动电动机技术与装备的科技进步、进一步提升电动机制造厂商的产品竞争力、扩大出口、促进电动机行业的发展、拉动国民经济的增长都具有十分重要的意义。

 

　　要想提高电动机的能效，就需要降低电动机的损耗，以目前使用最为普遍的三相交流异步电动机为例，电动机的损耗主要包括铁心损耗，定、转子铜损、风摩损耗以及杂散损耗，它们占电动机总损耗的比例以及主要影响因素如表1所示。