Alumiinikäämityksisen oikosulkumoottorin sähköiset liitokset - Ojala, Mikko Matias (My University, 2019)
Alumiinin käyttö on keveytensä, hintansa ja hyvän sähkönjohtavuutensa ansiosta yleistynyt sähkövoimatekniikassa varsinkin suurjännitepuolella. Oikosulkumoottorin staattori käämitään perinteisesti kuparilangalla, mutta hinnaltaan edullisemman alumiinin käyttö on tullut yhdeksi vaihtoehdoksi toteuttaa oikosulkumoottorin käämitys. Alumiinin sähkönjohtavuus on noin 60 % kuparin sähkönjohtavuudesta. Suoritusarvoiltaan samanlaisen kuparilangalla käämityn oikosulkumoottorin staattorin käämityksen poikkipinta-alaa on siis suurennettava, mikäli käämimateriaalina käytetään alumiinia. Mekaanisesti alumiinilla käämintä ei juuri eroa kuparilla käämimisestä. Alumiini on hieman pehmeämpää kuin kupari, mutta suurimmat ongelmat ovat alumiinin pintaan muodostuva resistiiviinen oksidikerros ja galvaaninen korroosio. Työssä etsitään ja tutkitaan erilaisia alumiinijohtimille suunniteltuja kaapelikenkiä ja jatkoholkkeja. Tavoitteena on löytää komponentteja, jotka toimivat hyvin alumiinijohtimien kanssa sekä ovat turvallisia ja luotettavia käyttää. Työssä tutkitaan myös jo valmiiksi tuotannossa kuparijohtimelle käytössä olevien kaapelikenkien ja jatkoholkkien soveltuvuutta alumiinijohtimelle. Edellä mainittujen komponenttien ja alumiinijohtimen liitoksia verrataan tuotannossa käytössä oleviin liitoksiin. Lämpövanhennuskokeen avulla selvitetään liitoksien sähkönjohtavuuden muutosta liitoksien ikääntymisen vuoksi. Havaittiin, että lämpövanhennuskokeen perusteella alumiinijohtimille suunnitellut kaapelikengät ja jatkoholkit vaikuttavat toimivan hieman paremmin alumiinilangan kanssa kuin tuotannossa käytössä olevat kaapelikengät ja jatkoholkit. Vetolujuuskokeiden avulla pyrittiin selvittämään eri kaapelikenkien ja jatkoholkkien vetolujuuksia. Vetolujuuskokeiden perusteella alumiinin fysikaaliset ominaisuudet korostuivat enemmän kuin itse liitokset. Vetolujuuskokeissa yleisin syy liitoksen pettämiselle on langan katkeaminen. Alumiini kestää vetoa heikommin kuin kupari, sillä se on pehmeämpää.

Aluminum as conductor material has become more common because of its lightness, price and good conductivity. Especially in high voltage applications aluminum is very common. Material of winding of induction motor is usually copper but aluminum has become a potential option for copper. Conductivity of aluminum is approximately 60 % of that of copper. Thus, cross sectional area of aluminum winding must be bigger if winding material of the same motor is replaced with aluminum. Mechanically a stator of induction motor is as easy to wind with aluminum as with copper. Aluminum is softer than copper but the biggest problems in aluminum winding are oxidation of aluminum and galvanic corrosion. The aim of this thesis is to test and find different kind of cable lugs and joints which are designed for use with aluminum cables. The aim is to find cable lugs and joints which are safe and reliable to use in aluminum winding. Another aim is to find out if the cable lugs, which are used already in stator winding production, possible to use in aluminum winding. Connections between these components and aluminum cable are compared to connections used in the stator production. A heat-aging test is used to study the conductivity change of connections in long time use. The heat-aging test showed that the conductivity stays better in aluminum connections when cable lugs and joints designed for aluminum connection are used than the cable lugs and joints used in the production. A tensile strength test is used to study tensile strength of the connections. The tensile strength test showed that physical properties of aluminum affect the tensile strength more than connection itself. The most common reason for connection breakdown is the snapping of the wire. Aluminum has lower tensile strength than copper because it’s softer than copper.
Keywords: Oikosulkumoottori, alumiinikäämintä, alumiini, kupari; fi=Sähkötekniikka|en=Electrical Engineering|; fi=Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)|en=Degree Programme in Electrical Engineering and Energy Technology|