Welche Temperatur ist im Motorbetrieb höher, die des Stators oder des Rotors?

Der Temperaturanstieg ist ein sehr wichtiger Leistungsindikator für Motorenprodukte. Die Höhe des Temperaturanstiegs des Motors wird durch die Temperatur der einzelnen Motorteile und die Umgebungsbedingungen bestimmt.

Aus der Messperspektive betrachtet, ist die Temperaturmessung des Stators relativ direkt, die des Rotors hingegen eher indirekt. Unabhängig von der Messmethode ändert sich das relative qualitative Verhältnis zwischen den beiden Temperaturen jedoch kaum.

Ausgehend von der Funktionsprinzipanalyse des Motors besteht dieser im Wesentlichen aus drei Kernbereichen: der Statorwicklung, dem Rotorleiter und dem Lagersystem. Bei einem Rotor mit Wicklung gibt es einen Kollektorring oder Kohlebürsten.

Auf der Ebene der Wärmeübertragungsanalyse ist die Temperatur jedes Hotspots unterschiedlich, und es ist notwendig, durch Wärmeleitung und -strahlung ein Temperaturgleichgewicht im relativen Sinne jedes Teils zu erreichen, d. h. jeder Teil weist eine relativ konstante Temperatur auf.

Bei den Stator- und Rotorbauteilen des Motors kann die Wärme des Stators direkt über das Gehäuse abgeführt werden. Ist die Rotortemperatur relativ niedrig, kann der Rotor die Wärme des Stators zudem effektiv aufnehmen. Daher muss die Temperatur von Stator und Rotor unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Wärmeabgabe umfassend bewertet werden.

Bei starker Erwärmung des Stators und geringerer Erwärmung des Rotors (z. B. bei Permanentmagnetmotoren) wird die Statorwärme einerseits an die Umgebung und andererseits teilweise an andere Bauteile im Inneren abgegeben. In diesem Fall ist es sehr wahrscheinlich, dass die Rotortemperatur nicht höher ist als die Statortemperatur. Bei starker Erwärmung des Rotors hingegen verteilt sich die vom Rotor abgegebene Wärme aufgrund der physikalischen Wärmeverteilung kontinuierlich über den Stator und die anderen Bauteile. Da der Stator selbst ebenfalls Wärme abgibt und als Hauptkühlkette für die Rotorwärme dient, nimmt er gleichzeitig über das Gehäuse Wärme auf und wird gekühlt. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass die Rotortemperatur die Statortemperatur übersteigt.