Betriebsart
Bei allen Antrieben (auch beim Betrieb mit Regelgeräten) gilt vereinfacht die Betrachtung, dass die Verlustwärme quadratisch zum Drehmoment \(M \left( t \right)\) anfällt und dass der Antrieb dauernd mit dem Nenndrehmoment \(M_{\small{n}}\) [Nm] belastet werden kann. Daraus ergibt sich die Formel: \(t_0 \geq \int \left(\frac{M\left(t\right)}{M_{\small{n}}}\right)^2\mathrm{d}t\). Die wichtige Grösse ist hier die thermische Zeitkonstante \(t_0\) welche auch die Integrationszeit ist und die von der Grösse des Motor abhängt. Bei Motorgewichten zwischen 5 und 20 kg liegt die Zeitkonstante im Bereich von 10 Minuten.
| Betriebsart | Zusatzbezeichnung | |
|---|---|---|
| Dauerbetrieb | S1 | keine (ohne Angabe auf dem Typenschild gilt die Betriebsart S1) |
| Kurzzeitbetrieb | S2 | Betriebszeit (0,5 bis 90 min) |
| Aussetzbetrieb, ohne Anlauf, ohne Bremsung | S3 | Einschaltdauer (15; 25; 40; 60%), Spieldauer (10 min) |
| Aussetzbetrieb, mit Anlauf, ohne Bremsung | S4 | Schaltspiele (60 ... 600 /h), Einschaltdauer, Trägheitsfaktor |
| Aussetzbetrieb, mit Anlauf, mit Bremsung | S5 | Schaltspiele (60 ... 600 /h), Einschaltdauer, Trägheitsfaktor |
| Durchlaufbetrieb mit Aussetzbelastung | S6 | Einschaltdauer (15; 25; 40; 60%), Spieldauer (10 min) |
| Reversierbetrieb | S7 | Schaltspiele (60 bis 600 /h), Trägheitsfaktor |
| Durchlaufbetrieb mit veränderlicher Drehzahl | S8 | Schaltspiele (60 bis 600 /h), Einschaltdauer, Trägheitsfaktor |
Betriebsarten von elektrischen Maschinen.
Hochlaufverluste
Der Rotor eines ungeregelter Antriebs (Gleichstrommotor, Asynchronmotor ...) erwärmt sich beim Hochlauf mit einem Energieäquivalent \(W=\int R i^2 \mathrm{d}t =m \cdot c_p \cdot \Delta \theta\) (Rotorwiderstand\(R\) [Ohm], Rotorstrom \(i\) [A], Rotormasse \(m\) [kg], spezifische Wärmekapazität \(c_p\) [J/kg K], Temperaturunterschied \( \Delta \theta\) [K]) der aufgebrachten kinetischen Energie der bewegten Masse \(W=\frac{1}{2}J \Omega^2\) (gesamte Schwungmasse \(J\) [kgm²], Drehzahl \(\Omega\) [rad/s]). Vor allem bei grossen Motoren können zu viele Startvorgänge in kurzer Zeit zu einer Überhitzung führen.
Motorkühlung
Bei vielen Antrieben wie bei den industriellen Asynchronmotoren wird die Kühlung mit einem auf der Motorwelle aufgebrachten Lüfter unterstützt. Wenn diese Antriebe durch Regelgeräte längere Zeit bei Belastungen in der Nähe des Nennmomentes und tieferen Drehzahlen als der Nenndrehzahl betrieben werden, so fördern diese Lüfter zuwenig Luft zur Motorkühlung. Entweder muss der Motor überdimensioniert werden oder die Motorkühlung sollte unabhängig von der Motordrehzahl sein (Fremdlüfter, Wasserkühlung ...).