Induction motors with copper rotor: a new opportunity forincreasing motor efficiency

Percy R. Viego Felipe1
, Vladimir Sousa Santos2
, Julio R. Gómez Sarduy1
, José P. Monteagudo Yanes1
Enrique Ciro Quispe3
1Center of Energy and Environmental Studies, Faculty of Engineering, Universidad de Cienfuegos, Cienfuegos, Cuba
2Energy Department, Universidad de la Costa, Barranquilla, Colombia
3Grupo de Investigación en Energías, Energy and Mechanical Department, Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia


The copper rotor induction motor (CURIM) was recently introduced because it has lower rotor fusion losses than the aluminum rotor (ALRIM). Furthermore, with CURIM, it is easier to reach IE4 and IE5 efficiency levels. The CURIM is advantageous for compact motors, escalators, and electric vehicle applications. However, CURIMs present slip, power factor, temperature increase, and torque decrease problems that must be analyzed. This study compared the economic feasibility of using CURIM with ALRIM by applying discount techniques. A case study was carried out in a sugar company with a cyclical operation, where 5.5 kW motors will be installed in the intermediate conductors of the mill's feeders. The facility works three shifts between 3 and 6 months. The cost increase (CI) of CURIM over ALRIM was between 1.1 and 1.5 times. With 3,600 h/year and 4,000 h/year of operation, the CI greater than 10%, it was found that the payback is more than four years, and the net present value (NPV) grows linearly.

구리 회전자 유도 전동기(CURIM)는 알루미늄 회전자(ALRIM)보다 회전자 융합 손실이 적기 때문에 최근 도입되었습니다. 또한 CURIM을 사용하면 IE4 및 IE5 효율성 수준에 더 쉽게 도달할 수 있습니다. CURIM은 소형 모터, 에스컬레이터 및 전기 자동차 애플리케이션에 유리합니다. 그러나 CURIM은 슬립, 역률, 온도 증가 및 토크 감소 문제를 분석해야 합니다. 본 연구에서는 할인기법을 적용하여 CURIM과 ALRIM의 경제성을 비교하였다. 5.5kW 모터가 제분소 피더의 중간 도체에 설치될 주기적인 운영을 하는 설탕 회사에서 사례 연구가 수행되었습니다. 이 시설은 3개월에서 6개월 사이에 3교대로 근무합니다. ALRIM에 비해 CURIM의 비용 증가(CI)는 1.1배에서 1.5배 사이였습니다. 3,600h/년 및 4,000h/년의 운영에서 CI가 10%보다 크고 투자 회수 기간이 4년 이상이며 순 현재 가치(NPV)가 선형으로 증가하는 것으로 나타났습니다.