Différence moteur aluminium/cuivre?
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Différence moteur aluminium/cuivre?
J'ai un peu de mal à trouver un article gratuit sur les différences que l'on aurait entre un moteur de même puissance réalisé avec du câblage aluminium au lieu de cuivre (je ne parle pas seulement de la cage d'écureuil des moteurs asynchrones, mais également du bobinage stator). Si quelqu'un a des infos là-dessus...
Il y a du pour et du mauvais, et j'ai du mal à voir le résultat final :
- l'aluminium nécessite environ 60 % de volume en plus
- il est par contre plus léger que le cuivre (mais en partie compensé par la nécessité pour le support d'accueillir des bobinages plus gros)
- il a une moins bonne conductivité thermique (mais suivant la façon dont l'augmentation de volume est gérée il peut y avoir plus de surface d'échange)
- il est moins cher
- est-il envisageable d'utiliser la couche d'alumine qui se forme à la surface comme isolant naturel et éviter ainsi tous les traitements nécessaires pour isoler les fils de cuivre ?
- Je lis qu'il y aurait moins de courants de Foucault dans l'aluminium (juste du fait de la résistivité plus élevée ?)
Une plus grande légèreté pourrait aller dans le sens d'un moment d'inertie plus faible, d'où de meilleurs accélérations, si pas compensé par les autres facteurs
Les températures pourraient être un peu plus élevées mais il y de la marge par rapport au point de fusion qui est à 660 °C (2 000 °C pour l'alumine). Ceci dit, ce n'est pas favorable pour les roulements.
Il y a du pour et du mauvais, et j'ai du mal à voir le résultat final :
- l'aluminium nécessite environ 60 % de volume en plus
- il est par contre plus léger que le cuivre (mais en partie compensé par la nécessité pour le support d'accueillir des bobinages plus gros)
- il a une moins bonne conductivité thermique (mais suivant la façon dont l'augmentation de volume est gérée il peut y avoir plus de surface d'échange)
- il est moins cher
- est-il envisageable d'utiliser la couche d'alumine qui se forme à la surface comme isolant naturel et éviter ainsi tous les traitements nécessaires pour isoler les fils de cuivre ?
- Je lis qu'il y aurait moins de courants de Foucault dans l'aluminium (juste du fait de la résistivité plus élevée ?)
Une plus grande légèreté pourrait aller dans le sens d'un moment d'inertie plus faible, d'où de meilleurs accélérations, si pas compensé par les autres facteurs
Les températures pourraient être un peu plus élevées mais il y de la marge par rapport au point de fusion qui est à 660 °C (2 000 °C pour l'alumine). Ceci dit, ce n'est pas favorable pour les roulements.
Passant_Mbr- Messages : 5501
Date d'inscription : 18/06/2012
Re: Différence moteur aluminium/cuivre?
L'aluminium a de l'intérêt surtout pour les câbles, car sa résistivité est le double de celle du cuivre, mais il est 3 fois moins dense.
Donc en doublant la section, on a la même résistance, mais 2/3 de la masse, et en plus l'aluminium est moins cher, comme dit plus haut.
Dans un moteur, l'intérêt est moins évident, car en augmentant la section, on doit aussi augmenter la taille du circuit magnétique qui entoure les conducteurs, donc le moteur est plus gros, et le gain de masse pas évident.
Mais surtout, le gros inconvénient de l'aluminium c'est cette couche d'alumine qui rend difficile les connexions fiables et les soudures encore plus. On utilise parfois du fil aluminium plaqué cuivre pour faciliter les connexions, mais cela reste malgré tout délicat, car il y des risques de corrosion aux extrémités si ce n'est pas bien fait. Par contre l'alumine n'est pas suffisamment isolante pour éviter d'émailler les fils...
Un autre inconvénient est que le fil d'aluminium est plus "raide" que le fil de cuivre, ce qui ne facilite pas le câblage...
Donc en doublant la section, on a la même résistance, mais 2/3 de la masse, et en plus l'aluminium est moins cher, comme dit plus haut.
Dans un moteur, l'intérêt est moins évident, car en augmentant la section, on doit aussi augmenter la taille du circuit magnétique qui entoure les conducteurs, donc le moteur est plus gros, et le gain de masse pas évident.
Mais surtout, le gros inconvénient de l'aluminium c'est cette couche d'alumine qui rend difficile les connexions fiables et les soudures encore plus. On utilise parfois du fil aluminium plaqué cuivre pour faciliter les connexions, mais cela reste malgré tout délicat, car il y des risques de corrosion aux extrémités si ce n'est pas bien fait. Par contre l'alumine n'est pas suffisamment isolante pour éviter d'émailler les fils...
Un autre inconvénient est que le fil d'aluminium est plus "raide" que le fil de cuivre, ce qui ne facilite pas le câblage...
TomC- Messages : 5156
Date d'inscription : 04/07/2012
Localisation : 31
Re: Différence moteur aluminium/cuivre?
Je déterre !
Face à l'augmentation des prix du cuivre et aux critiques des néo-Pitrons, il me semble que le moteur bobiné alu a un avenir, et sera probablement réactivé.
Quelques liens :
https://www.usinenouvelle.com/article/un-enroulement-pour-machines-electriques-en-aluminium.N1866727
Visiblement, au final, ça se vaut. Par contre c'est ... 95 % moins cher (avant explosion du prix du cuivre, l'article est de 2013).
Et on trouve des moteurs sur étagères qui sont passés à l'alu :
https://www.manomano.fr/p/moteur-asynchrone-triphase-electrique-2-poles-400v-3kw-bobinage-aluminium-4-cv-courant-triphase-25395682
Face à l'augmentation des prix du cuivre et aux critiques des néo-Pitrons, il me semble que le moteur bobiné alu a un avenir, et sera probablement réactivé.
Quelques liens :
https://www.usinenouvelle.com/article/un-enroulement-pour-machines-electriques-en-aluminium.N1866727
Visiblement, au final, ça se vaut. Par contre c'est ... 95 % moins cher (avant explosion du prix du cuivre, l'article est de 2013).
Et on trouve des moteurs sur étagères qui sont passés à l'alu :
https://www.manomano.fr/p/moteur-asynchrone-triphase-electrique-2-poles-400v-3kw-bobinage-aluminium-4-cv-courant-triphase-25395682
philouze33- Messages : 1904
Date d'inscription : 25/09/2014
Re: Différence moteur aluminium/cuivre?
Dans les centrales nucléaires 900 MW, les alternateurs qui sont remis à niveau le sont avec un bobinage aluminium. Je ne sais pas quels sont les changements internes, mais en terme de caractéristiques, c'est très proche car on n'a dû, ni augmenter, ni diminuer les capacités de refroidissement des alternateurs. De plus coté absorption ou fourniture de puissance réactive, on a les mêmes capacités.
Léonard- Messages : 7875
Date d'inscription : 24/01/2013
Age : 65
Localisation : Colmar
Re: Différence moteur aluminium/cuivre?
C'est parti pour le grand remplacement du cuivre par l'alu.
Encore une limite malthusienne qui se casse la tronche et une info à transmettre à Janco (qui évoquait l'impossibilité des éoliennes ou pas loin du fait de la raréfaction du cuivre).
Encore une limite malthusienne qui se casse la tronche et une info à transmettre à Janco (qui évoquait l'impossibilité des éoliennes ou pas loin du fait de la raréfaction du cuivre).
philouze33- Messages : 1904
Date d'inscription : 25/09/2014
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