Der Motor beginnt bei Raumtemperatur zu laufen (die Temperatur jedes Teils entspricht der Umgebungstemperatur) und die Temperatur steigt weiter an. Wenn sie höher als die Umgebungstemperatur ist, nimmt sie weiterhin Wärme auf und erwärmt sich langsam. Andererseits beginnt sie, Wärme an die Umgebung abzugeben. Wenn sich der Motor in einem thermischen Gleichgewichtszustand befindet und die Temperatur nicht mehr ansteigt, wird die Differenz zwischen der Motortemperatur und der Umgebungstemperatur als Motortemperaturanstieg bezeichnet. Das heißt: Temperaturanstieg = Motortemperatur – Umgebungstemperatur, in Einheiten von K.
Die maximal zulässige Temperatur des Motors ist die maximale Temperatur, der die Wicklung standhalten kann. Bei längerem Gebrauch bei dieser Temperatur verändern sich die physikalischen, mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften des Isoliermaterials nicht wesentlich. Wird diese Temperatur überschritten, verändert sich die Leistung des Isoliermaterials qualitativ oder es kommt zu einer schnellen Alterung. Daher wird die maximal zulässige Betriebstemperatur des Isoliermaterials anhand seiner wirtschaftlichen Lebensdauer bestimmt.
Die maximal zulässige Temperatur des Motors wird bestimmt, und die Grenze des Temperaturanstiegs zu diesem Zeitpunkt hängt von der Temperatur des Kühlmediums ab. Das Kühlmedium in Motoren ist im Allgemeinen Luft und seine Temperatur variiert je nach Region und Jahreszeit. Um Motoren herzustellen, die das ganze Jahr über im ganzen Land eingesetzt werden können, und um einheitliche Inspektionsstandards festzulegen, legt der nationale Standard fest, dass die Temperatur der Kühlluft auf 40 °C eingestellt wird.
Wenn der Motor läuft, ist die Ausgangsleistung umso höher, je höher der Strom und Verlust und desto höher die Temperatur, aber die maximale Temperatur darf die maximal zulässige Temperatur der Isolierung nicht überschreiten. Daher ist die vom Motor langfristig maximal zulässige Ausgangsleistung (d. h. die Kapazität oder Nennleistung des Motors) durch die maximal zulässige Temperatur der Isolierung begrenzt, oder die Kapazität wird durch die maximal zulässige Temperatur der Isolierung bestimmt. Die auf dem Typenschild des Motors angegebene Nennleistung bezieht sich auf die maximale Ausgangsleistung, wenn die Temperatur die maximal zulässige Temperatur der Isolierung bei der Standardumgebungstemperatur (40 °C in meinem Land) und dem angegebenen Betriebsmodus nicht überschreitet.
Die Temperaturanstiegsgrenze hängt im Wesentlichen von der Qualität des Isoliermaterials ab, hängt aber auch von der Temperaturmessverfahren, den Wärmeübertragungs- und Wärmeableitungsbedingungen des gemessenen Teils und der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Isoliermaterials ab. Wenn die maximale Temperatur des umgebenden Kühlmediums (z. B. Luft) bestimmt ist, kann die Temperaturanstiegsgrenze der Motorkomponenten entsprechend der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Isoliermaterials angegeben werden.
Der zulässige Temperaturanstieg bezieht sich auf die zulässige Grenze der Motortemperatur im Vergleich zur Umgebungstemperatur, auch Wicklungstemperaturanstiegsgrenze genannt. Während des Betriebs des Motors ist der Temperaturanstieg der Motorwicklungen und der Kernteile nicht völlig gleich, sondern es besteht ein kleiner Unterschied, der hauptsächlich durch Prozessfaktoren und Belüftungsbedingungen bestimmt wird. (Um dauerhafte Schäden am Motor durch durch solche Faktoren bedingte Unterschiede zu vermeiden, wird bei der Messung im Allgemeinen ein Spielraum von 5 °C gelassen.)
Dann gibt es den Messfehler. Bei der Temperaturmessung ist die Widerstandsmethode die genauere Methode, bei der der Widerstandswert der Wicklung nach dem Stoppen des Motors schnell und genau gemessen und dann in Temperatur umgerechnet werden muss. Diese Methode erfordert auch einen Spielraum von 5 °C. Die zweite ist die Methode zur Einbettung von Temperaturmesskomponenten. Der Fehler dieser Messmethode kann kleiner sein, aber die eingebettete Komponente ist nicht unbedingt der Punkt mit der höchsten Temperatur, sodass auch hier ein Fehler auftritt und im Allgemeinen auch ein Spielraum von 5 °C verbleibt.
Der zulässige Temperaturanstieg des Motors wird durch den Isolationsgrad des Motors bestimmt. Unterschiedliche Isolationsgrade haben unterschiedliche zulässige Temperaturanstiege. Der Isolationsgrad des Motors bezieht sich auf den Wärmewiderstandsgrad des verwendeten Isoliermaterials, der in die Stufen A, E, B, F und H unterteilt ist.
Isolationsklasse | A | E | B | F | H |
Maximal zulässige Temperatur | 105 | 120 | 130 | 155 | 180 |
Grenzwert für den Anstieg der Wicklungstemperatur | 60 | 75 | 80 | 100 | 125 |
Leistungsreferenztemperatur | 80 | 95 | 100 | 120 | 145 |
Beispiel: Wenn die Umgebungstemperatur 30 °C und die Motortemperatur 80 °C beträgt, beträgt der Temperaturanstieg 50 K. Der Temperaturanstieg auf dem Motortypenschild bezieht sich auf den zulässigen Temperaturanstieg der Wicklung bei der angegebenen Umgebungstemperatur (normalerweise 35 °C). Ein weiteres Beispiel: Wenn der Temperaturanstieg auf dem Typenschild 60 K beträgt, bedeutet dies, dass bei einer Umgebungstemperatur von 35 °C der Temperaturanstieg der Wicklung 60 K nicht überschreiten darf, d. h. die Temperatur der Wicklung darf 95 °C nicht überschreiten.