最近有風(fēng)機(jī)廠家，開始大力宣傳其自研自制的發(fā)電機(jī)用鋁代替銅，采用鋁繞組制造的信息。主要邏輯是，由于鋁的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格更低，所以采用鋁繞組可以降低發(fā)電機(jī)的制造成本，值得推廣。據(jù)稱，該廠家自研自制的鋁繞組發(fā)電機(jī)成本，比行業(yè)平均水平低10%-30%。從這個(gè)角度上看，廠家推動(dòng)這一技術(shù)確實(shí)能夠得到不錯(cuò)的成本回饋，從而提升自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

其實(shí)不止這一家風(fēng)機(jī)廠商的產(chǎn)品采用了鋁繞組發(fā)電機(jī)，還有發(fā)電機(jī)制造頭部企業(yè)，也在大力推廣鋁繞組發(fā)電機(jī)。例如某發(fā)電機(jī)企業(yè)，在其10.X兆瓦直冷雙饋發(fā)電機(jī)中，就采用了鋁繞組；甚至在其20兆瓦海上半直驅(qū)發(fā)電機(jī)上，也采用了這一材料。

對(duì)發(fā)電機(jī)這么重要的關(guān)鍵零部件更換材料，只為節(jié)約成本，似乎目的不純。畢竟風(fēng)機(jī)要在惡劣環(huán)境當(dāng)中，持續(xù)運(yùn)行25年。但話說(shuō)回來(lái)，風(fēng)電機(jī)組的使用者，也就是風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)企業(yè)，僅憑廠家的大力宣傳，就能接受這種降成本的陽(yáng)謀，對(duì)風(fēng)機(jī)的可靠性不管不顧嗎？其實(shí)事情并不那么簡(jiǎn)單——至少在宣傳推廣這項(xiàng)技術(shù)的層面是這樣的。

把繞組從銅換成鋁，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)核心性能上會(huì)面臨三大挑戰(zhàn)：

一是導(dǎo)電性差。鋁的導(dǎo)電率僅為銅的60%。所以在同等功率下，需要增加導(dǎo)體截面積以彌補(bǔ)導(dǎo)電性不足，可能導(dǎo)致繞組體積略大。可即便增加導(dǎo)體截面積，使鋁材料用量大增，也絕對(duì)沒(méi)有使用銅做繞組成本高——因?yàn)殇X的價(jià)格僅為銅的三分之一到四分之一。所以僅從導(dǎo)電性上看，用鋁繞組沒(méi)什么不妥之處，無(wú)非是增加材料用量。

二是耐熱性差。鋁的熔點(diǎn)為660攝氏度，顯著低于銅的1083攝氏度，但通過(guò)絕緣材料的升級(jí)，例如耐高溫環(huán)氧樹脂，可以基本滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)的常規(guī)工作溫度，低于等于155攝氏度。從這一點(diǎn)上看，這一挑戰(zhàn)也不是無(wú)法逾越的。

三是損耗大與效率低。因電阻較高，鋁繞組發(fā)電機(jī)運(yùn)行中焦耳損耗（發(fā)熱）會(huì)比較大，長(zhǎng)期運(yùn)行的效率比銅繞組低約0.5%-1%。這就需要通過(guò)優(yōu)化冷卻與散熱系統(tǒng)，加以彌補(bǔ)。

所以問(wèn)題的關(guān)鍵是，如何做好鋁繞組發(fā)電機(jī)的冷卻與散熱。

據(jù)上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)頭部企業(yè)信息，其設(shè)計(jì)的鋁繞組發(fā)電機(jī)采用了一系列新技術(shù)改善了散熱效率。比如10.X雙饋發(fā)電機(jī)的空氣直冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，使冷卻效率提升了30%以上，能夠有效控制住繞組溫升。另外還將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于20兆瓦級(jí)半直驅(qū)發(fā)電機(jī)，通過(guò)相變吸熱原理使冷卻效率提升 40%，同時(shí)降低磁材用量 20%，彌補(bǔ)了鋁繞組的固有缺陷。另外，該公司還與高校合作開發(fā)了新型鋁合金材料，通過(guò)優(yōu)化繞組結(jié)構(gòu)平衡電阻與散熱。

總之，用鋁繞組發(fā)電機(jī)代替銅繞組發(fā)電機(jī)的目的是降本，但在實(shí)現(xiàn)降本的過(guò)程中，廠家絕不能忽略產(chǎn)品可靠性。希望隨著鋁加工工藝和絕緣、散熱技術(shù)的進(jìn)一步突破，能夠使鋁繞組發(fā)電機(jī)真正實(shí)現(xiàn)對(duì)銅繞組發(fā)電機(jī)的替代甚至超越。