Temperaturgrenzwerte für Elektromotoren: Sicherstellung der Leistung

1. Was ist die geeignete Betriebstemperatur für einen Motor?

Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Temperatur des Motorkörpers 80 Grad Celsius nicht überschreitet.

Wenn die Temperatur diesen Wert übersteigt, ist auch die Wicklungstemperatur im Inneren des Motors wahrscheinlich hoch und wird mit Sicherheit 80°C überschreiten.

Gleichzeitig überträgt sich die Körpertemperatur auf das Ende der Motorwelle und beeinträchtigt die Schmierung der Motorlager.

2. Wie hoch ist die Temperatur, bei der der Motor durchbrennt?

Wenn die Isolationsklasse des Motors der Klasse A entspricht und die Umgebungstemperatur 40 °C beträgt, sollte die Außentemperatur des Motors im Allgemeinen weniger als 60 °C betragen.

3. Temperaturgrenzwerte verschiedener Teile des Motors

1. Der Temperaturanstieg des Eisenkerns in Kontakt mit der Wicklung (Thermometermethode) sollte den Grenzwert für den Temperaturanstieg des Isoliermaterials in Kontakt mit der Wicklung (Widerstandsmethode) nicht überschreiten, d. h. Klasse A ist 60 °C, Klasse E ist 75 °C, Klasse B ist 80 °C, Klasse F ist 100 °C und Klasse H ist 125 °C.
2. Die Temperatur der Wälzlager sollte 95°C nicht überschreiten, die Temperatur der Gleitlager sollte 80°C nicht überschreiten. Hohe Temperaturen können zu einer Veränderung der Ölqualität und einer Beschädigung des Ölfilms führen.
3. In der Praxis wird die Temperatur des Gehäuses in der Regel daran gemessen, dass es sich nicht heiß anfühlen darf.
4. Der Käfigläufer hat einen großen Oberflächenstreuverlust und eine hohe Temperatur, die im Allgemeinen dadurch begrenzt wird, dass die angrenzende Isolierung nicht gefährdet wird. Dies kann durch das Auftragen von irreversiblem Farbwechsellack im Voraus abgeschätzt werden.

4. Temperatur und Temperaturanstieg des Motors

Der Grad der Motorerwärmung wird durch den "Temperaturanstieg" und nicht durch die "Temperatur" gemessen. Wenn der "Temperaturanstieg" plötzlich ansteigt oder die maximale Betriebstemperatur überschreitet, deutet dies auf eine Fehlfunktion des Motors hin. Im Folgenden werden einige grundlegende Konzepte erläutert.

Isolationsklasse der Dämmstoffe

Die Dämmstoffe werden auf der Grundlage ihrer Wärmebeständigkeit in die sieben Klassen Y, A, E, B, F, H und C eingeteilt, und ihre Grenzarbeitstemperaturen liegen bei 90, 105, 120, 130, 155, 180°C bzw. über 180°C. Leistungsbezugstemperaturen (°C) sind A80, E95, B100, F120, H145.

Dämmstoffe lassen sich aufgrund ihrer thermischen Stabilität in die folgenden sieben Klassen einteilen:

1. Klasse Y, 90 Grad, Baumwolle
2. Klasse A, 105 Grad
3. Klasse E, 120 Grad
4. Klasse B, 130 Grad, Glimmer
5. Klasse F, 155 Grad, Epoxidharz
6. Klasse H, 180 Grad, Silikonkautschuk
7. Klasse C, über 180 Grad

Bei einem häufig verwendeten Motor der Klasse B ist das interne Isoliermaterial oft Klasse F, während für den Kupferdraht zur Verbesserung der Qualität die Klasse H oder noch höher verwendet werden kann.

Um die Lebensdauer zu verlängern, wird im Allgemeinen festgelegt, dass die Anforderungen an die Isolierung einer hohen Klasse mit einer niedrigeren Klasse geprüft werden sollten. So wird beispielsweise ein gewöhnlicher Ölpumpenmotor mit einer Isolierung der Klasse F mit der Klasse B geprüft, d. h. sein Temperaturanstieg sollte 120 Grad nicht überschreiten (wobei 10 Grad als Spielraum verbleiben, um zu verhindern, dass einzelne Motoren den Temperaturanstieg aufgrund instabiler Prozesse überschreiten).

Die so genannte Grenzarbeitstemperatur des Isoliermaterials bezieht sich auf die höchste Temperatur an der heißesten Stelle in der Wicklungsisolierung des Motors während des Betriebs, die für seine erwartete Lebensdauer ausgelegt ist.

Erfahrungsgemäß haben Materialien der Klasse A eine Lebensdauer von 10 Jahren bei 105 °C und Materialien der Klasse B eine Lebensdauer von 10 Jahren bei 130 °C. In der Praxis erreichen jedoch weder die Umgebungstemperatur noch der Temperaturanstieg den Auslegungswert über einen längeren Zeitraum, so dass die allgemeine Lebensdauer 15-20 Jahre beträgt.

Wenn die Betriebstemperatur über einen längeren Zeitraum die Grenztemperatur des Materials überschreitet, altert die Isolierung schneller, und die Lebensdauer wird erheblich verkürzt.

Daher ist die Temperatur einer der Hauptfaktoren, die die Lebensdauer eines Motors während des Betriebs beeinflussen.

Die Isolationsklasse eines Elektromotors bezieht sich auf die Wärmebeständigkeit der verwendeten Isoliermaterialien, die in die Klassen A, E, B, F und H unterteilt sind.

Der zulässige Temperaturanstieg bezieht sich auf den Grenzwert für den Temperaturanstieg des Elektromotors im Vergleich zur Umgebung. Bei elektrischen Geräten wie Generatoren ist das Isoliermaterial das schwächste Glied.

Isoliermaterialien sind besonders anfällig für hohe Temperaturen, die ihre Alterung und Beschädigung beschleunigen. Verschiedene Isoliermaterialien haben eine unterschiedliche Hitzebeständigkeit, und elektrische Geräte, die verschiedene Isoliermaterialien verwenden, haben unterschiedliche Fähigkeiten, hohen Temperaturen zu widerstehen.

Daher wird die maximale Betriebstemperatur in der Regel für allgemeine elektrische Betriebsmittel angegeben.