Thermische Wicklungszeitkonstanten von elektrischen Maschinen unter Berücksichtigung der Temperaturgefälle

Zusammenfassung

Die rechnerische Vorausbestimmung der Erwärmung der einzelnen Teile einer elektrischen Maschine im stationären Zustand ist mit genügender Genauigkeit durchführbar, wenn die erforderlichen Angaben über die Wärmeleitfähigkeiten der einzelnen Konstruktionsteile und die Wärmeabgabe an deren Oberflächen zur Verfügung stehen. Das Problem ist in dieser Form auch bereits von verschiedenen Seiten behandelt worden¹). In vielen Fällen ist jedoch auch die Temperaturverteilung von Interesse, die sich für einen bestimmten Zeitpunkt vor Erreichung des Beharrungszustandes einstellt, wie dies beispielsweise für die Maschinen zutrifft, die für kurzzeitige Belastung oder Aussetzleistung von vornherein zu entwerfen sind. Auch für die Beurteilung von Erwärmungsmessungen kann es von Wichtigkeit sein, den Erwärmungsverlauf nach dem Abstellen bei in der Regel stark geänderten Abkühlungsverhältnissen abschätzen zu können, da dieselben ja meistens erst kurze Zeit nach dem Abstellen durchgeführt werden und die Messung während des Laufes in vielen Fällen praktisch undurchführbar ist. Rechnet man dann in der üblichen Weise die thermische Zeitkonstante aus der Wärmekapazität, der Wärmeabgabezahl der Oberfläche und der Größe der Oberfläche des betrachteten Körpers, so erhält man nur dann einigermaßen richtige Ergebnisse, wenn derselbe homogenen Aufbau aufweist und die Temperaturunterschiede in seinem Innern gegenüber seiner Gesamterwärmung zu vernachlässigen sind. Sind aber erfahrungsgemäß bei einem Konstruktionsteil größere Temperaturdifferenzen zwischen seinen wärmeren und kälteren Teilen zu erwarten, so entsteht die Frage, ob die übliche Ermittlung der thermischen Zeitkonstante noch einigermaßen zutreffend ist, bzw. ob es überhaupt noch zulässig ist, mit einer einheitlichen Zeitkonstante für den Erwärmungs- oder Abkühlungsvorgang zu rechnen.