Veel constructeurs laten zich bij de keuze voor een elektromotor alleen leiden door het toerental en koppel dat ze nodig hebben. Bij sterk dynamische aandrijvingen speelt echter ook het thermisch gedrag een belangrijke rol. De website van SpecAmotor hanteert een berekenings-methode waarin rekening wordt gehouden met de temperatuur en de warmteontwikkeling van een gelijkstroommotor en een borstelloze motor.
Oververhitting en overdimensionering zijn twee sterk onderschatte aspecten bij de keuze en aanschaf van elektromotoren. Oververhitting is namelijk het meest voorkomende faalmechanisme van een te krap gedimensioneerde elektromotor. Vooral bij moderne elektromotoren met sterke magneten en een compacte bouwwijze kan de motor zijn warmte moeilijk kwijt.
Om oververhitting te voorkomen wordt vaak een motor groter gekozen dan aanvankelijk is berekend. De noodzakelijke mate van overdimensionering is echter vaak giswerk omdat de werkelijke eindtemperatuur onbekend is. De prijs voor extra ‘zekerheid’ is vaak een onnodig dure motor. Door de temperatuur van de motor gedetailleerd te bepalen, kan een constructeur voorkomen dat hij teveel overdimensioneert en betaalt.
Warmteontwikkeling
Als een motor een koppel levert, zal een stroom vloeien die dissipatie veroorzaakt in de eindige weerstand van de motorwindingen. De windingen zullen opwarmen en de Ohmse weerstand van de windingen toenemen. Vervolgens zullen de magneten opwarmen en zal de motorconstante afnemen.
De verhoogde weerstand zal de elektrische dissipatie doen verhogen. Bij een afgenomen motorconstante is een grotere stroom nodig om hetzelfde koppel te kunnen leveren. Deze grotere stroom zal de elektrische dissipatie eveneens verhogen (gevolg van de opgewarmde magneten).
Bij een significante overbelasting van de motor zullen de dissipatie en de temperatuur zo veel stijgen dat beide termen naar oneindig gaan. De motor brandt uit.
SpecAmotor
SpecAmotor presenteert een rekenwijze waarmee een constructeur zelf gedetailleerd de eindtemperatuur van de motor kan voorspellen. Met enige aanpassingen kan hij op soortgelijke wijze hetzelfde bereiken voor het gedetailleerde thermische model.
www.specAmotor.nl is een gratis te gebruiken website die meer dan 12 000 motorconfiguraties van 23 merken doorrekent en waar mogelijk gebruik maakt van het gedetailleerde thermische model om een nauwkeurig resultaat te geven.
Het volledige artikel vindt u in het oktober-nummer van het vakblad Aandrijftechniek. Vraag hier een proefnummer aan.
