Verluste und Erwärmung im Antriebssystem

Die Energiewandlung von elektrischer zu mechanischer Energie in einem elektrischen Antrieb erfolgt mit Verlusten. Ausgehend von der Leistungsbilanz zugeführte, übertragene und abgeführte (Verluste) Leistung werden die Verlust-Anteile zur Kompensation des Widerstandsmoments und zur Beschleunigung des resultierenden Trägheitsmoments der Antriebsanordnung ermittelt. Aufgrund der Verluste erfolgt eine Erwärmung der elektrischen Maschine, der Wärmetransport erfolgt durch Wärmeleitung und durch Konvektion. Wesentlich ist, dass bei unzulässiger Erwärmung der elektrischen Maschine eine Schädigung der Isolation der Wicklung entsteht, die zum Ausfall der elektrischen Maschine führt. Die mathematischen Grundlagen zur Berechnung des zeitlichen Verlaufs der Erwärmung werden erläutert. Es folgen die Abhandlungen über die verschiedenen Betriebsarten von S1 – Dauerbetrieb – bis S 10 – Betrieb mit diskreten Belastungszuständen – sowie bei periodischen Belastungen. Abschließend werden die thermische Klassifizierungen der Wicklung, die Kühlungsarten und der Einfluss der Aufstellungshöhe diskutiert.