Die Überhitzung von Wechselstrommotoren ist ein häufig auftretendes Fehlerphänomen, das zu Alterung der Isolierung, verminderter Effizienz und sogar zum Durchbrennen führen kann. Die Gründe sind vielfältig und lassen sich in der Regel in mehrere Kategorien einteilen: elektrische Gründe, mechanische Gründe, Umwelt- und Belüftungsgründe sowie Auswahl- und Anwendungsgründe.

1. Elektrische Gründe
Dies ist die häufigste Ursache für Motorüberhitzung.
Spannungsanomalie:
Hochspannung: führt zur Sättigung des magnetischen Flusses im Eisenkern, einem starken Anstieg der Eisenverluste und einer Überhitzung des Eisenkerns.
Gleichzeitig steigt der Erregerstrom, was zu einer Überhitzung der Wicklung führt.
Niedrige Spannung: Wenn die Lastleistung konstant bleibt, führt eine Verringerung der Spannung zu einem proportionalen Anstieg des Stroms (I=P/U * cos φ), was zu erhöhten Kupferverlusten und einer Überhitzung der Wicklung führt.
Spannungsunsymmetrie (Drehstrommotor): Schon eine geringe dreiphasige Spannungsunsymmetrie kann zu einer Erhöhung des negativen Mitstroms führen, wodurch zusätzliche rotierende Magnetfelder und Verluste entstehen, was wiederum zu einer zusätzlichen Wärmeentwicklung des Motors führt, und die Auswirkungen sind kaum vorstellbar.
Überstrom:
Überlastung: Dies ist der häufigste Grund.
Die mechanische Leistung der Last übersteigt die Nennleistung des Motors, was zu einem Stromfluss über dem Nennwert, erhöhten Kupferverlusten und Überhitzung führt.
Wicklungsproblem:
Windungsschluss: Die Isolierung innerhalb der Wicklung ist beschädigt, was zu einem teilweisen Spulenkurzschluss und zur Erzeugung eines Ausgleichsstroms führt, der eine starke lokale Erhitzung zur Folge hat.
Kurzschluss zwischen zwei Phasen oder Erdschluss: ein schwerwiegender Isolationsfehler, der einen starken Stromanstieg verursacht und schnell zum Durchbrennen führt.
Falsche Wicklungsverbindung: zum Beispiel die Verbindung einer Sternwicklung mit einer Dreieckwicklung oder umgekehrt, was zu einem anormalen Stromfluss und magnetischen Fluss führt.
Niedriger Leistungsfaktor: Ein hoher Blindstrom erhöht den Gesamtstrom, was zu erhöhten Verlusten im Stromkreis und in den Wicklungen führt.

2. Mechanische Gründe
Lagerprobleme:
Ölmangel in den Lagern, Alterung oder übermäßige Schmierfettverwendung sowie Lagerschäden (Verschleiß, Lochfraß) können allesamt zu einer Erhöhung des Reibungswiderstands führen, wodurch die Lager Wärme erzeugen und diese an das Gehäuse abgeben, während gleichzeitig die mechanische Belastung des Motors zunimmt.
Reibung zwischen Rotor und Stator:
Im allgemeinen Sprachgebrauch als „den Raum fegen“ bekannt.
Aufgrund von Lagerverschleiß, Wellenverbiegung oder unsachgemäßer Montage reiben die Eisenkerne von Rotor und Stator aneinander, wodurch große Mengen an Wärme und Lärm entstehen.
Mechanisches Versagen unter Last:
Die mitgezogenen Geräte (wie Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren) weisen Probleme wie Blockierungen, Fehlausrichtungen und beschädigte Getriebe auf, was zu einer anormalen Erhöhung der Motorlast führt.
Installationsprobleme:
Unebenes Fundament für die Motorinstallation, ein straffer Riemen und eine falsch ausgerichtete Kupplung verursachen zusätzliche mechanische Belastungen.

3. Umwelt- und Belüftungsgründe
Eine gute Kühlung ist für die Wärmeabfuhr des Motors unerlässlich.
Schlechte Belüftung:
Beschädigung des Lüfters, blockierter Lufteinlass oder -auslass, mit Staub und Schmutz bedeckter Luftkanal (insbesondere bei geschlossenen Motoren mit höherem Schutzniveau).
Bei selbstkühlenden Motoren kann ein längerer Betrieb mit niedriger Drehzahl zu einem unzureichenden Luftstrom des Lüfters führen.
Hohe Umgebungstemperatur:
Der Motor ist in einer Umgebung mit hohen Temperaturen installiert (z. B. in einem Heizraum oder unter direkter Sonneneinstrahlung), was die Wärmeableitung erschwert und naturgemäß zu einem übermäßigen Temperaturanstieg führt.
Feuchte oder verschmutzte Umgebung:
Feuchtigkeit oder leitfähiger Staub lagern sich an der Oberfläche der Wicklung ab, wodurch die Isolationsleistung verringert wird und es möglicherweise zu Teilentladungen oder einem erhöhten Leckstrom kommt, was wiederum zu Wärmeentwicklung führt.

4. Gründe für die Auswahl und Bewerbung
Falsche Motorauswahl:
Die gewählte Leistung, das Drehmoment oder die Drehzahl sind zu gering, und der Motor arbeitet über einen längeren Zeitraum unter Überlast- oder nahezu Überlastbedingungen.
Die Lastart passt nicht zu den Eigenschaften des Motors (z. B. Verwendung eines normalen Motors für häufiges oder starkes Anlaufen).
Arbeitszeitplankonflikt:
Verwenden Sie Dauerbetriebsmotoren für häufiges Anfahren, Bremsen oder periodische Belastungen.
Der Anlaufstrom beträgt üblicherweise das 5- bis 7-fache des Nennstroms, und häufiges Ein- und Ausschalten kann zu einer erheblichen Wärmeentwicklung führen.
Unsachgemäße Kontrollmethode:
Bei Verwendung eines Frequenzumrichters zum Ansteuern kann es zu Problemen kommen, wenn die Trägerfrequenz zu hoch eingestellt ist, die Wärmeabfuhr während des Niederfrequenzbetriebs unzureichend ist oder keine geeignete Parameterkompensation durchgeführt wird (z. B. eine unsachgemäße Niederfrequenz-Spannungskompensation).

Empfohlene Schritte zur Fehlerbehebung
Wenn festgestellt wird, dass der Motor überhitzt ist, kann zur Fehlerbehebung folgende Vorgehensweise befolgt werden:
Tastprüfung bei ausgeschaltetem Gerät: Schalten Sie zuerst den Strom ab, berühren Sie das Gerät mit der Hand (achten Sie auf die Sicherheit) und prüfen Sie, ob die Erwärmung gleichmäßig ist oder nur lokal auftritt (z. B. am Lagerende).
Lastprüfung: Messen Sie, ob der Betriebsstrom den Nennstrom überschreitet und stellen Sie fest, ob eine Überlastung vorliegt.
Überprüfen Sie die Stromversorgung: Verwenden Sie ein Multimeter oder einen Netzqualitätsanalysator, um zu messen, ob die dreiphasige Spannung symmetrisch ist und im Bereich des Nennwerts liegt.
Prüfen Sie den mechanischen Teil: Drehen Sie den Rotor von Hand auf Leichtgängigkeit und Geräuschentwicklung.
Lager, Riemen und Kupplungen prüfen.
Überprüfen Sie Belüftung und Umgebung: Reinigen Sie den Luftkanal und das Gehäuse vom Staub;
Stellen Sie sicher, dass die Umgebungstemperatur normal ist.
Elektrische Prüfung: Verwenden Sie ein Megohmmeter zur Messung des Isolationswiderstands und eine Brückenschaltung, um zu prüfen, ob der Gleichstromwiderstand der Dreiphasenwicklung ausgeglichen ist, um festzustellen, ob es Probleme mit der internen Wicklung gibt.
Umfassende Analyse: Ermitteln Sie anhand des Motormodells, der Lastcharakteristika und der Betriebsaufzeichnungen, ob Probleme durch unsachgemäße Auswahl oder Anwendung vorliegen.
Kurz gesagt, ist die Überhitzung von Motoren ein systemisches Problem, das eine umfassende Analyse unter verschiedenen Gesichtspunkten erfordert, wie z. B. Stromversorgung, Motor selbst, angeschlossene Maschinen und Nutzungsumgebung.