Wenn ein Motor bei Raumtemperatur (Umgebungstemperatur) zu laufen beginnt, erwärmt er sich aufgrund der internen Energiedissipation allmählich, wodurch seine Temperatur über die Umgebungstemperatur ansteigt. Dieser Anstieg über die Umgebungstemperatur wird als bezeichnet Anstieg der Motortemperatur. Es handelt sich um einen entscheidenden Leistungsindikator, der die Wärmeableitungsfähigkeit und Isolationseffizienz des Motors widerspiegelt. Wenn der Temperaturanstieg des Motors die angegebenen Grenzwerte überschreitet, kann dies zu einer Verschlechterung der Isolierung, einer verringerten Effizienz und sogar zu einem Motorausfall führen.

Um die Sicherheit und Haltbarkeit des Motors weiter zu verbessern, besteht eine gängige Strategie darin, Folgendes zu verwenden: Isolierung der Klasse F bei der Bewertung des Motors anhand der Temperaturanstiegsstandards der Klasse B. Das bedeutet, dass, obwohl der Motor mit Isoliermaterialien der Klasse F (die eine maximal zulässige Temperatur von 155 °C haben) gebaut ist, der Temperaturanstieg des Motors dennoch gemäß den strengeren Isolierungsstandards der Klasse B (die eine maximale Temperatur zulassen) bewertet wird von 130°C). Durch die Einhaltung dieser strengeren Norm werden die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors deutlich erhöht.

Was ist ein Anstieg der Motortemperatur?

Der Anstieg der Motortemperatur kann mit der folgenden Formel berechnet werden:

Motortemperaturanstieg (K) = Motortemperatur (°C) – Umgebungstemperatur (°C)

Wenn beispielsweise die Temperatur eines Motors 80 °C beträgt, während die Umgebungstemperatur 30 °C beträgt, wäre der Temperaturanstieg wie folgt:

80°C - 30°C = 50K

Die hier verwendete Maßeinheit ist Kelvin (K), wobei ein Anstieg um 1 K einem Anstieg um 1 °C entspricht. Durch die Überwachung des Motortemperaturanstiegs können Sie feststellen, ob der Motor innerhalb sicherer Grenzen arbeitet, und entscheiden, ob Kühlmaßnahmen erforderlich sind.

Warum den Motortemperaturanstieg anhand von B-Klasse-Standards bewerten?

Die Bewertung des Temperaturanstiegs anhand der B-Klasse-Standards gewährleistet eine höhere Sicherheitsmarge für den Motor. Obwohl die F-Klasse-Isolierung eine maximal zulässige Temperatur von 155 °C hat, bietet die Bewertung des Motors nach dem niedrigeren Temperaturanstiegsstandard der B-Klasse (130 °C) eine höhere Zuverlässigkeit und verlängert die Lebensdauer des Motors. Dieser Ansatz der „herabgestuften Bewertung“ verhindert wirksam eine vorzeitige Alterung von Isoliermaterialien aufgrund hoher Temperaturen und verringert das Risiko eines Motorausfalls durch Überhitzung.

Isolationsklassen und ihre Temperaturgrenzen

Die Isolationsklasse eines Motors bestimmt direkt dessen Temperaturanstiegsgrenze. Die üblicherweise verwendeten Isolationsklassen werden entsprechend der thermischen Leistung des Isolationsmaterials klassifiziert, wie unten dargestellt:

• Isolierung der Extraklasse: Maximal zulässige Temperatur 105°C
• Isolierung der Klasse E: Maximal zulässige Temperatur 120°C
• Isolierung der Klasse B: Maximal zulässige Temperatur 130°C
• Isolierung der F-Klasse: Maximal zulässige Temperatur 155°C
• Isolierung der H-Klasse: Maximal zulässige Temperatur 180°C

Die folgende Tabelle bietet einen Vergleich der Isolationsklassen B, F und H:

Aus der Tabelle können wir ersehen, dass die B-Klasse-Isolierung eine Temperaturanstiegsgrenze von 80 K hat, während die F-Klasse und die H-Klasse bei 105 K bzw. 125 K liegen. Wenn wir eine F-Klasse-Isolierung verwenden, den Motor aber nach B-Klasse-Standards bewerten, müssen wir den Temperaturanstieg streng auf unter 80 K kontrollieren, um eine höhere Sicherheitsmarge für den Motor zu gewährleisten.

Vorteile der Temperaturanstiegsbewertung der B-Klasse

1. Verbesserte Motorzuverlässigkeit: Ein geringerer Temperaturanstieg verringert die thermische Belastung der Isoliermaterialien, verzögert deren Alterung und verlängert die Lebensdauer des Motors.
2. Verbesserte Leistung in rauen Umgebungen: Nach B-Klasse-Standards bewertete Motoren bieten eine bessere Leistung und laufen stabiler in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder Staub.
3. Reduziertes Ausfallrisiko: Wenn die Temperatur eines Motors deutlich unter dem F-Klasse-Grenzwert gehalten werden kann, ist die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen durch Überhitzung deutlich geringer.

Nationale Standards für den Motortemperaturanstieg

Um sicherzustellen, dass sich Motoren an verschiedene Umgebungsbedingungen anpassen können, schreibt die nationale Norm in China vor, dass die Kühllufttemperatur für Motoren auf 40 °C eingestellt werden sollte. Dieser Standard ermöglicht einen stabilen Betrieb der Motoren das ganze Jahr über in verschiedenen Regionen. Sobald die maximale Temperatur des Kühlmediums (z. B. Luft) ermittelt ist, können Hersteller die Temperaturanstiegsgrenzen des Motors basierend auf der Isolationsklasse und den Umgebungsbedingungen festlegen.

Methoden zur Messung des Motortemperaturanstiegs

Eine genaue Messung des Motortemperaturanstiegs ist für die Gewährleistung eines sicheren Betriebs unerlässlich. Im Folgenden sind zwei gängige Methoden aufgeführt:

1. Widerstandsmethode: Hierbei wird der Widerstand der Wicklung nach dem Stoppen des Motors gemessen und in Temperatur umgewandelt. Obwohl es präzise ist, erfordert es eine schnelle Messung, um die Genauigkeit sicherzustellen.
2. Methode mit eingebettetem Temperatursensor: Bei dieser Methode werden Temperatursensoren direkt in den Motor eingebettet, um die Temperatur zu messen. Obwohl diese Methode weniger Fehler aufweist, befindet sich der Sensor möglicherweise nicht immer am höchsten Temperaturpunkt des Motors, sodass normalerweise ein Spielraum von 5 °C berücksichtigt wird.

Was passiert, wenn der Temperaturanstieg des Motors die Grenzwerte überschreitet?

Wenn der Temperaturanstieg eines Motors die zulässigen Grenzwerte überschreitet, kann dies zu mehreren Problemen führen:

• Verschlechterung der Isolierung: Hohe Temperaturen beschleunigen die Alterung von Dämmstoffen und verringern deren Dämmeigenschaften.
• Reduzierte Effizienz: Überhitzung erhöht die Energieverluste und führt zu einem Rückgang der Effizienz.
• Motorschaden: Dauerbetrieb oberhalb der Temperaturanstiegsgrenze kann zu Isolationsfehlern führen, was zum Durchbrennen oder Totalausfall des Motors führen kann.

Beispiel aus der Praxis

Wenn beispielsweise auf dem Typenschild eines Motors eine zulässige Temperaturerhöhung von 90 K angegeben ist und die Umgebungstemperatur 35 °C beträgt, sollte die maximale Temperatur der Wicklung Folgendes nicht überschreiten:

35°C + 90K = 125°C

Wenn die Wicklungstemperatur 125 °C übersteigt, könnte das Isolationsmaterial im Inneren des Motors versagen und schwere Schäden verursachen.

Wenn der Motor jedoch mit einer F-Klasse-Isolierung gebaut und gemäß den Temperaturanstiegsstandards der B-Klasse bewertet wird, liegt die tatsächliche Betriebstemperatur viel niedriger als der maximale Schwellenwert der Isolierung, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Motors erheblich erhöht.

Fazit: Verbesserung der Motorsicherheit durch Temperaturanstiegsbewertung der B-Klasse

Obwohl die Isolierung der Klasse F eine maximale Temperatur von 155 °C zulässt, ist die Bewertung des Motors gemäß den Temperaturanstiegsstandards der Klasse B ein sichererer Ansatz. Diese Methode verhindert wirksam eine vorzeitige Alterung von Isoliermaterialien aufgrund hoher Betriebstemperaturen und verringert das Risiko eines Motorausfalls.

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