Schadigungsmodelle von E-Maschinen

摘要

Bei modemen Prufstandsanwendungen in der Automobilindustrie werden - vor allem aufgrund der ausgezeichneten dynamischen Eigenschaften und der Moglichkeit des getriebelosen Direktantriebes - fast ausschliesslich Umrichter gespeiste Drehstrommaschinen einge-setzt. Die Anforderungen an diese elektrischen Maschinen sind hohe Lebensdauer und Zuverlas-sigkeit unter teilweise extremen Betriebsbedingungen wie hoher Enddrehzahl, geringem Rotor-Tragheitsmoment sowie hoher Volumenausnutzung. Die vergleichsweise deutlich hohere elektrische und mechanische Beanspruchung bedingt eine Zunahme der Fehlerhaufigkeit. Hierbei dominieren die Lagerschaden (ca. 45% aller auftretenden Ausfalle), gefolgt von Fehlem im Wicklungssystem (ca. 35% aller auftretenden Ausfalle). Untergeordnet erscheinen Rotorfehler (Welle, Blechpaket) und sonstige Fehler. Bis ca. 15000 rpm werden Walzlager mit einer "normalen" Fettschmierung vorgesehen. Die Ausbildung eines die Walzpartner trennenden Schmierfilmes unter Berucksichtigung hoher mechanischer Dynamik und Temperatur erscheint als anspruchsvolle Aufgabe. Die Wicklungsisolation ist einer erhohten Spannungsbeanspruchung bedingt durch die schnellen Schaltvorgange und die auftretenden hohen Spannungspeaks moderner Umrichtersysteme ausgesetzt. Exemplarische Schaden sind: 1. Lagerschaden, bedingt z.B. durch Montage-, Einbau und Transportfehler, durch unzulassige Betriebsbeanspruchungen (Uberlastung, Schwingungen), Schaden durch HF-Stromdurchgang; 2. Wicklungsschaden, ganz uberwiegend durch Wicklungsschlusse aufgrund von Teil-entladungsprozessen, seltener Masseschlusse; 3. Wellenbruch bei mechanischer Uberlastung; 4. Rotorschaden durch thermische Uberlastung. Ziel des Vortrages ist es, exemplarische Schaden in ihrer Auspragung und Ursache vorzustellen sowie Abhilfemassnahmen zu beschreiben.