Was ein Lastprofil beschreibt
Ein Lastprofil legt fest, wie ein Motor über die Zeit thermisch belastet wird – läuft er dauerhaft mit gleicher Last, oder wechseln sich Belastung und Pausen ab? Davon hängt direkt ab, welche Motorleistung und -baugröße erforderlich ist: Ein unterdimensionierter Motor überhitzt und fällt aus, ein überdimensionierter verschwendet Energie und Anschaffungskosten. Die Norm IEC 60034-1 beschreibt zehn genormte Betriebsarten, S1 bis S10, die typische Lastverläufe zusammenfassen.
S1 und S3: die beiden wichtigsten Betriebsarten
S1 (Dauerbetrieb) bedeutet: Der Motor läuft kontinuierlich unter konstanter Belastung, bis er seine thermische Beharrungstemperatur erreicht – typisch für Pumpen und Lüfter in Fernwärmesystemen. S3 (Aussetzbetrieb) beschreibt dagegen einen wiederholten Kurzzeitbetrieb mit Pausen, in denen der Motor sich nicht vollständig auf Umgebungstemperatur abkühlt – typisch für Hebebühnen oder Krananlagen. Die weiteren Betriebsarten (S2 Kurzbetrieb, S4/S5 periodischer Aussetzbetrieb mit Einfluss des Anlaufvorgangs bzw. zusätzlich der elektrischen Bremsung, S6 ununterbrochener periodischer Betrieb mit Aussetzbelastung, S7 ununterbrochener periodischer Betrieb mit Anlauf und elektrischer Bremsung, S8 ununterbrochener periodischer Betrieb mit Last- und Drehzahländerungen, S9 Betrieb mit nichtperiodischen Last- und Drehzahländerungen, S10 Betrieb mit einzelnen konstanten Belastungen) verfeinern dieses Grundmuster für speziellere Lastverläufe.
Entscheidend für die Motorgröße: Je mehr Abkühlpausen eine Betriebsart erlaubt, desto größer darf die Last bei gleicher Motorgröße sein. Ein S3-Motor mit einer Einschaltdauer von ED = 40 % kann rechnerisch rund 15–30 % mehr Leistung liefern als ein S1-Motor derselben Baugröße (siehe Tabelle), da er zwischen den Lastphasen abkühlt.
Beschreibung und Werte der Abbildung
Das obere Band zeigt S1 (Dauerbetrieb): die Last verläuft während der gesamten Zeit auf gleicher Höhe, Einschaltdauer ED=100%. Das untere Band zeigt S3 (Aussetzbetrieb): auf eine Belastungsdauer folgt jeweils eine Pause ohne Last, in der der Motor abkühlt. Ein Lastspiel besteht aus Belastungsdauer plus Pause; die Einschaltdauer ED ist das Verhältnis von Belastungsdauer zu Lastspiel in Prozent. Übliche ED-Werte sind 15, 25, 40 oder 60 Prozent.
| Betriebsart | Kennzeichen | Übliche ED |
|---|---|---|
| S1 – Dauerbetrieb | ununterbrochene Last, keine Abkühlpause | 100 % |
| S3 – Aussetzbetrieb | Lastspiele mit Pause, Motor kühlt zwischendurch ab | 15 / 25 / 40 / 60 % |
Einschaltdauer und Überlastfaktor für Aussetzbetrieb
Bei Aussetzbetrieb (S3) gibt die Einschaltdauer (ED %) an, welcher Zeitanteil eines Spiels auf die Lastphase entfällt. Je kürzer die Einschaltdauer, desto mehr Abkühlzeit bleibt – und desto höher darf der Überlastfaktor für Aussetzbetrieb (f_Ü) sein, durch den das erforderliche Moment geteilt wird, um das nötige Nennmoment zu bestimmen.
Nicht verwechseln mit dem Anwendungsfaktor K_A aus Modul 3, der das Moment vergrößert (Faktor wird multipliziert statt geteilt).
- Markierter Punkt 1: Rechenbeispiel: 10 Nm / 1,2 ≈ 8,3 Nm
- Markierter Punkt 1: Rechenbeispiel: 10 Nm / 1,2 ≈ 8,3 Nm
Beschreibung und Werte der Abbildung
Die Bandbreite zeigt die in der Praxis üblichen Werte je Einschaltdauer, die hervorgehobene Linie den Mittelwert. Bei kurzer Einschaltdauer (ED=15%) ist der zulässige Überlastfaktor am höchsten (ca. 1,55), bei hoher Einschaltdauer (ED=60%) am niedrigsten (ca. 1,10). Das Rechenbeispiel zeigt: bei ED=40% und einem erforderlichen Moment von 10 Nm ergibt sich ein Mindest-Nennmoment von rund 8,3 Nm.
| Einschaltdauer ED (%) | Mittelwert f_Ü | Bandbreite f_Ü |
|---|---|---|
| 15 | 1,550 | 1,500 – 1,600 |
| 25 | 1,300 | 1,250 – 1,350 |
| 40 | 1,225 | 1,150 – 1,300 |
| 60 | 1,100 | 1,050 – 1,150 |
| ED % | 15 % | 25 % | 40 % | 60 % |
|---|---|---|---|---|
| Überlastfaktor f_Ü | 1,50–1,60 | 1,25–1,35 | 1,15–1,30 | 1,05–1,15 |
Beispiel: Bei ED = 40 % und einem erforderlichen Moment von 10 Nm reicht rechnerisch ein Motor mit Nennmoment 10 / 1,2 ≈ 8,3 Nm – der Überlastfaktor für Aussetzbetrieb erlaubt also eine kleinere, günstigere Baugröße. Zusätzlich dazu wird bei der Motorauswahl unabhängig davon meist noch ein Sicherheitsfaktor von 1,1 bis 1,25 auf das berechnete Drehmoment aufgeschlagen, um Verschleiß, Verschmutzung und Temperaturschwankungen abzudecken.
Merksatz
Wissenscheck
Beantworten Sie alle drei Fragen und klicken Sie dann auf „Prüfen". Ab 2 von 3 richtigen Antworten gilt die Einheit als abgeschlossen. Wiederholen ist jederzeit möglich.
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