1. Hauptursachen für Überhitzung und Überlastung

1.1 Lastseitige Ursachen (am häufigsten)

• Tatsächliche Last übersteigt Nennlast: Beispielsweise erhöhen Verstopfungen in den Rohrleitungen von Wasserpumpen und Lüftern den Widerstand, das übermäßige Schnittvolumen von Werkzeugmaschinen und das Verklemmen von Förderbändern. Diese führen dazu, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors das Nenndrehmoment ständig überschreitet und der Strom den Nennstrom bei weitem übersteigt (der Überlaststrom beträgt normalerweise das 1,2- bis 2-fache des Nennstroms), was zu einem starken Anstieg des Kupferverlusts (I²R) und anschließender Erwärmung führt.
• Häufiges Anfahren/Vorwärts-Rückwärtsdrehen der Last: Der Anlaufstrom des Motors beträgt beim Anlauf das 5- bis 8-fache des Nennstroms. Häufiges Start-Stopp führt zu einer Ansammlung der durch kurzzeitig hohe Ströme erzeugten Wärme, insbesondere bei kleinen und mittleren Asynchronmotoren, bei denen der Anlaufverlust einen höheren Anteil ausmacht.
• Übermäßige Lastschwankungen: Bei Geräten wie Brechern und Vibrationssieben schwankt die Last stark. Der Motor muss das Drehmoment häufig anpassen und Stromschwankungen führen zu Wärmestau.

1.2 Motorische Eigenursachen

• Wicklungsfehler: Kurzschlüsse zwischen den Windungen, Phasen-Phase-Kurzschlüsse oder Erdschlüsse in den Statorwicklungen reduzieren die effektive Windungszahl der Wicklungen und verursachen einen anormalen Stromanstieg, was zu starker lokaler Überhitzung führt (z. B. kann die Temperatur am Kurzschluss zwischen den Windungen sofort 200 °C überschreiten). Offene Stromkreise in den Rotorwicklungen (bei gewickelten Rotoren) oder schlechter Kontakt der Schleifringe verursachen einen ungleichmäßigen Rotorstrom und zusätzliche Verlustwärme.
• Eisenkernfehler: Schäden an der Isolierung zwischen den Siliziumstahlblechen des Statorkerns (z. B. durch Alterung und Verschleiß) erhöhen den Wirbelstromverlust und den Hystereseverlust, wodurch sich der Eisenkern erwärmt und Wärme an die Wicklungen abgibt. Das Lösen der Eisenkernbleche erhöht den magnetischen Widerstand, was die Erwärmung ebenfalls verstärkt.
• Mechanische Fehler: Verschleiß, Ölmangel oder Lagerklemmen erhöhen den Drehwiderstand des Rotors, und mechanische Verluste werden in Wärme umgewandelt. Ein ungleichmäßiger Luftspalt zwischen Stator und Rotor (z. B. Unrundheit des Innen-/Außenrings des Lagers) führt zu einer ungleichmäßigen Magnetfeldverteilung, einer übermäßigen lokalen magnetischen Flussdichte und erhöhten Zusatzverlusten.

1.3 Ursachen auf der Stromversorgungsseite

• Abnormale Versorgungsspannung: Eine zu hohe Spannung (mehr als 10 % über der Nennspannung) sättigt die magnetische Flussdichte des Statorkerns und erhöht den Eisenverlust stark. Eine zu niedrige Spannung (mehr als 10 % unter der Nennspannung) verringert das Ausgangsdrehmoment des Motors. Bei unveränderter Last muss der Motor den Strom erhöhen, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten, was zu erhöhten Kupferverlusten führt.
• Abnormale Stromversorgungsfrequenz: Die Industriefrequenz in China beträgt 50 Hz. Sinkt die Frequenz (z. B. unter 48 Hz), verringert sich die Geschwindigkeit des rotierenden Statormagnetfelds, der Rotorschlupf nimmt zu und der Rotorkupferverlust steigt. Eine Erhöhung der Frequenz erhöht den Eisenverlust des Motors.
• Ungleichgewicht der dreiphasigen Stromversorgung: Wenn die Dreiphasenspannungsdifferenz 5 % überschreitet, wird der Dreiphasenstrom des Stators unausgeglichen. Der Gegensystemstrom erzeugt ein umgekehrtes rotierendes Magnetfeld, was zu zusätzlichen Verlusten und Erwärmung führt und insbesondere zur Überhitzung des Rotors führt.

1.4 Ursachen der Betriebsumgebung

• Schlechte Wärmeableitungsbedingungen: Eine Beschädigung des Kühllüfters des Motors, eine Blockierung der Lüfterabdeckung oder die Installation des Motors in einer Umgebung mit hohen Temperaturen (über 40 °C), übermäßigem Staub und schlechter Belüftung verhindern eine effektive Wärmeableitung, was zu einer Temperaturansammlung führt.
• Nicht übereinstimmende Schutzklasse: Beispielsweise kann bei Verwendung eines Motors mit Schutzklasse IP23 (schützt vor festen Fremdkörpern, aber nicht vor Wasser) in einer feuchten Umgebung Feuchtigkeit eindringen, wodurch die Isolierung der Wicklungen verringert wird und der Leckstrom zunimmt, was zu Erwärmung führt.

2. Vorbeugende Maßnahmen gegen Überhitzung und Überlastung

1. Passen Sie Last und Motor sinnvoll an
   • Achten Sie bei der Auswahl eines Motors darauf, dass seine Nennleistung 10–20 % höher ist als die tatsächliche Lastleistung (d. h. die „Lastrate“ wird auf 80–90 % geregelt), um zu vermeiden, dass „ein kleines Pferd einen großen Karren zieht“. Wählen Sie für Geräte, die häufiges Anlaufen und Vorwärts-Rückwärts-Drehen erfordern, „Motoren mit häufigem Anlauf“ (z. B. gewickelte Asynchronmotoren der YZR-Serie).
   • Achten Sie beim Einbau der Last darauf, dass die Koaxialität des mechanischen Übertragungssystems der Ausrüstung (wie Kupplungen und Riemenscheiben) den Anforderungen entspricht, um eine zusätzliche Belastung durch Fehlausrichtung zu vermeiden.
2. Regelmäßige Wartung des Motors
   • Wicklungsprüfung: Prüfen Sie monatlich mit einem Isolationswiderstandsmessgerät (Megaohmmeter) den Isolationswiderstand der Statorwicklungen gegen Erde. Dieser sollte bei Niederspannungsmotoren nicht unter 0,5 MΩ liegen. Ist er zu niedrig, müssen die Wicklungen getrocknet oder ausgetauscht werden. Überprüfen Sie regelmäßig die Wicklungen auf Verfärbungen und Brandgeruch.
   • Eisenkern- und mechanische Prüfung: Überprüfen Sie vierteljährlich, ob die Eisenkernbleche locker sind, ob die Lager ungewöhnliche Geräusche oder Öllecks aufweisen, und füllen Sie das Schmierfett (z. B. Lithiumfett Nr. 2) regelmäßig gemäß den Anweisungen nach oder ersetzen Sie es. Überprüfen Sie den Luftspalt zwischen Stator und Rotor und stellen Sie die Lager oder den Rotor ein, wenn er ungleichmäßig ist.
   • Kühlsysteminspektion: Reinigen Sie den Motorkühlkörper und die Lüfterabdeckung wöchentlich von Staub, um sicherzustellen, dass die Lüfterblätter intakt sind und der Luftkanal frei ist.
3. Sorgen Sie für eine stabile Stromversorgung
   • Installieren Sie Spannungs- und Frequenzüberwachungsgeräte, um sicherzustellen, dass die Versorgungsspannung innerhalb von ±5 % des Nennwerts und die Frequenz innerhalb von ±1 Hz schwankt. Installieren Sie bei Dreiphasengeräten einen Dreiphasen-Unsymmetrieschutz, der die Maschine automatisch abschaltet, wenn die Dreiphasenstromunsymmetrie 10 % überschreitet.
   • Installieren Sie in Szenarien mit instabiler Spannung (z. B. in Fabrikwerkstätten) einen Spannungsstabilisator oder eine Stromversorgung mit variabler Frequenz, um eine Motorüberlastung durch anormale Spannung zu vermeiden.
4. Optimieren Sie die Betriebsumgebung
   • Installieren Sie den Motor in einer Umgebung mit guter Belüftung, einer Temperatur unter 40 °C und ohne Staub oder korrosive Gase. Wählen Sie bei rauen Umgebungsbedingungen einen Motor mit hoher Schutzklasse (z. B. IP54, IP65) und installieren Sie einen Lüfter oder Kühler (z. B. Umluftkühlung, Wasserkühlung).
   • Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung und die Aufstellung des Motors in der Nähe von Wärmequellen (z. B. Heizkessel, Heizungen). Installieren Sie gegebenenfalls einen Sonnenschutz oder eine Wärmedämmplatte.

3. Notfallmaßnahmen bei Überhitzung und Überlastung

1. Stoppen Sie die Maschine sofort: Trennen Sie die Motorstromversorgung, um eine weitere Ausweitung des Fehlers (z. B. Durchbrennen der Wicklung) zu vermeiden. Wenn das Thermorelais reagiert, warten Sie, bis es abgekühlt ist (ca. 5–10 Minuten), bevor Sie es zurücksetzen.
2. Beheben Sie die Ursache:
   • Berühren Sie das Motorgehäuse und die Lagerendabdeckung mit der Hand, um den Erwärmungsteil zu bestimmen (z. B. kann Wärme auf der Wicklungsseite ein Problem mit der Last oder der Stromversorgung sein, während Wärme auf der Lagerseite ein mechanischer Fehler sein kann).
   • Überprüfen Sie, ob die Last blockiert ist und das Übertragungssystem normal ist. Verwenden Sie ein Multimeter, um festzustellen, ob die Versorgungsspannung und der Dreiphasenstrom ausgeglichen sind, und verwenden Sie ein Megaohmmeter, um den Isolationswiderstand der Wicklungen zu ermitteln.
   • Wenn ein Lagerfehler vermutet wird, entfernen Sie die Endabdeckung, um den Lagerverschleiß zu überprüfen, oder verwenden Sie ein Stethoskop, um während des Betriebs auf ungewöhnliche Geräusche zu achten.
3. Gezielte Handhabung:
   • Bei Lastüberlastung: Reduzieren Sie die Last oder ersetzen Sie den Motor durch einen Motor mit höherer Leistung.
   • Bei einer anormalen Stromversorgung: Wenden Sie sich an einen Elektriker, um die Spannung anzupassen und die Dreiphasenunsymmetrie zu beheben.
   • Wenn es sich um einen Wicklungsfehler handelt: Trocknen Sie die feuchten Wicklungen oder ersetzen Sie die Wicklungen mit Kurzschluss/Unterbrechung.
   • Wenn es sich um einen mechanischen Fehler handelt: Ersetzen Sie die verschlissenen Lager und passen Sie die Ausrichtung des Stator-Rotor-Luftspalts oder des Übertragungssystems an.
   • Bei schlechter Wärmeableitung: Kühlsystem reinigen und Kühlgeräte einbauen.
4. Testlaufüberprüfung: Lassen Sie den Motor nach der Handhabung 5–10 Minuten ohne Last laufen, um zu prüfen, ob Stromstärke und Temperatur normal sind. Lassen Sie ihn dann 30 Minuten mit der Nennlast laufen. Stellen Sie sicher, dass keine Überhitzung vorliegt, bevor Sie den Normalbetrieb wieder aufnehmen.

4. Zusammenfassung