Mit der technologischen Entwicklung erweitert sich der Anwendungsbereich von Motoren stetig, insbesondere im Alltag und in der Produktion. Dennoch kommt es immer wieder zu Motorbrandunfällen. In der Praxis werden Motorbrände hauptsächlich durch folgende Ursachen verursacht: Überhitzung der blockierten Spule, Überlastung, Motorüberlastung, Phasenausfall usw. Der Einbau eines Thermoschutzes ist eine wirksame Maßnahme zum Schutz des Motors. Ein Thermoschutz, auch Temperaturschalter oder Temperaturregler genannt, verwendet einen Bimetallstreifen als Temperaturfühler. Im Normalbetrieb ist der Bimetallstreifen frei und der Kontakt unterbrochen. Steigt die Temperatur auf die Auslösetemperatur, erwärmt sich das Bimetall und erzeugt eine innere Spannung. Dadurch öffnet sich der Kontakt und unterbricht bzw. verbindet den Stromkreis. Dieser Schutz dient dem Thermoschutz. Sinkt die Umgebungstemperatur auf die Rücksetztemperatur des Thermoschutzes, schließt der Kontakt wieder, verbindet den Stromkreis und der Motor läuft wieder.

Die Wahl des richtigen Schutzschalters ist entscheidend. Andernfalls versagt er nicht nur seine Schutzfunktion, sondern kann auch zu Motorausfällen oder sogar zu einem Brand führen.

1. Bestimmung von Spannung und Stromstärke

Motoren haben unterschiedliche Spannungsbereiche: 380 V, 230 V, 220 V und 110 V. Gleichstrommotoren haben auch 36 V, 24 V, 12 V usw. Schutzschalter mit unterschiedlichen Nennspannungen werden entsprechend der unterschiedlichen Betriebsspannungen ausgewählt. Grundsätzlich sollte die tatsächliche Betriebsspannung kleiner oder gleich der Nennspannung des Schutzschalters sein. Beispielsweise kann ein 380-V-Motor keinen Schutzschalter mit einer Nennspannung von 220 V verwenden, während ein 110-V-Motor mit einer Nennspannung von 220 V betrieben werden kann.

Der Motorstrom wird in drei Arten unterteilt: Anlaufstrom, Normalbetriebsstrom und Stillstandsstrom. Der Nennstrom des gewählten Schutzes sollte größer sein als der Maximalwert der drei Ströme, wobei ein Spielraum eingehalten werden sollte. Hat ein Motor beispielsweise einen normalen Betriebsstrom von 1 A, einen Anlaufstrom von 1,5 A und einen Stillstandsstrom von 2 A, sollte der Nennstrom des gewählten Schutzes mindestens 2 A betragen. Um einen Spielraum zu wahren, ist ein Nennstrom von 3 A oder 5 A am besten geeignet. Auch in diesem Fall kann dieser Schutz gewählt werden. Denn obwohl der Anlaufstrom größer ist als der Nennstrom, hat die thermische Wirkung des Stroms aufgrund der kurzen Zeit noch nicht genug Zeit, den Doppelchip zu erwärmen und den Schutz zu aktivieren, wodurch Fehlfunktionen verhindert werden.

2. Auswahl der Schutztemperatur

Die Auswahl der Schutztemperatur hängt von drei Faktoren ab: der Isolationsklasse des Lackdrahtes, dem Einbauort und dem Schutzarttyp.

Die Schutztemperatur sollte unter der maximal zulässigen Temperatur liegen. Beispielsweise beträgt die maximale Temperatur der Klasse F 155 Grad. Die tatsächliche Auswahl kann zwischen 145 Grad und 150 Grad liegen.

Die Einbaulage ist in die eingebaute Spule unterteilt und an deren Außenseite angeschlossen, da sich bei blockiertem und erhitztem Motor die Überhitzung von innen nach außen ausbreitet. Bei versenktem Schutz kann die Schutztemperatur etwas unter der maximalen Temperatur des Lackdrahtes liegen. Bei Anschluss an die Außenseite der Spule ist der Temperaturunterschied zwischen innen und außen zu berücksichtigen und ein Schutz mit niedrigerer Temperatur zu wählen. Beispiel: Bei einem Lackdraht der Klasse F und einem Temperaturunterschied zwischen innen und außen der Spule von 20 Grad sollte ein Schutz mit einer Temperatur von etwa 155-20 = 135 Grad gewählt werden.

3. Auswahl der Schutzvorrichtungen

Eingeschränkte Einbaumöglichkeiten: Eingebettete Spule. Ist die Spule blockiert oder defekt, beginnt die Wärme in der Regel im Inneren der Spule und leitet sich allmählich an die Oberfläche der Spule ab. Wird die Schutzvorrichtung auf der Oberfläche der Spule platziert, kommt es zu Verzögerungen. Oder dasselbe Modell hat mehr Wicklungen, wodurch der Innenraum eingeschränkt wird, was die Installation der Schutzvorrichtung unmöglich macht. ST01/ST11-Tastentyp: ST01 U10 wird direkt auf die Leiterplatte wellengelötet, und der Mikrofonkopf der Schutzvorrichtung liegt nahe an der Spulenoberfläche.

Anti-Formdruck nach dem Einbetten: Die derzeitige Lösung in der Branche besteht darin, eine Nut zu bohren und die Schutzvorrichtung nach dem Formen einzusetzen oder eine falsche Schutzvorrichtung zu verwenden, um sie vor dem Einsetzen innen zu formen. Die echte Schutzvorrichtung beschädigt die Spule und beeinträchtigt die Produktionseffizienz. ST01 300N / ST11 450N / ST06 500N

Vakuumieren und Lackieren: Um die Isolationsleistung zu gewährleisten, wird der Stator in einen Lackbehälter gelegt und unter Vakuum gesetzt. Der Druck erreicht -0,09 MPa. Besonders wasserbasierter Lack ist gut fließfähig und kann leicht in den Schutz eindringen. Der Lack gelangt zwischen die Kontakte und kann zu Produktausfällen führen.

Bei der Verwendung eines Thermoschutzes mit Stromfluss durch das Doppelstück muss die durch die Stromerwärmung bedingte Frühauslösung bei der Konstruktion berücksichtigt werden. Zudem variiert der Vorlauf bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen, was die Konstruktion erschwert. ST01/ ST06/ STH6/ ST11 sind reine Temperaturschutzschalter. Der Betriebsstrom fließt durch die Reed-Elektrode, nicht durch das Doppelstück, und hat kaum Einfluss auf die Auslösetemperatur. Die Konstruktion ist relativ einfach.

Fließt Strom durch den Doppelstückschutz, kriecht dieser bei Annäherung an die Auslösetemperatur sehr langsam. Dies führt zu zu geringem Kontaktdruck, erhöhtem Kontaktwiderstand und Mikroschnitten bei Erreichen der Auslösetemperatur. Aufgrund des geringen Öffnungsabstands kommt es beim Auslösen zu starken Lichtbogenbildungen, was die Lebensdauer verkürzt.

Bei einem Sicherheitsschutz sind die Kontakte verschweißt oder auf der Zunge platziert, wobei Doppelstück und Zunge unabhängig sind. Nähert sich die Temperatur jedoch der Auslösetemperatur, ändert sich weder der Kontaktdruck noch der Kontaktwiderstand beim Kriechen des Doppelstücks, sodass es bei Mikroschnitten nicht zu Lichtbogenbildung kommt. Erreicht das Doppelstück die Auslösetemperatur, kehrt es sich schnell um und trennt den beweglichen Kontakt auf der Zunge vom statischen Kontakt auf der Abdeckung. Aufgrund des großen Öffnungsabstands sind Lichtbogenbildung und Brandbildung kaum erkennbar.

Die Isolierschicht des Schutzes ist nach der Wärmeschrumpfung scharfkantig, was den Lackdraht leicht durchtrennen und einen Kurzschluss oder eine unzureichende Isolationsspannungsfestigkeit verursachen kann. Die Außenhülle von ST01 U4, BW-B und BW-E ist epoxidverkapselt, rund und glatt und beschädigt den Lackdraht nicht.

Explosionsgeschützter Motorschutzschalter. Aufgrund mangelnder Dichtheit kann es bei Aktivierung des Schutzschalters zu Lichtbogenbildung kommen. ST01 U4 ist epoxidverkapselt.