De ce se încălzește un motor electric și până unde poate ajunge această încălzire?

Puterea unui motor electric este, în primul rând, limitată de temperatura acestuia. Un motor poate suporta un curent foarte mare pentru câteva secunde, dar apoi trebuie să se răcească pentru a nu se deteriora. Înțelegerea sursei căldurii și a pericolelor pe care le reprezintă ajută la reglarea unui vehicul, la alegerea motorului potrivit și la interpretarea unei pierderi de putere în timpul utilizării.

Pierderile în cupru

Înfășurările au o rezistență electrică mică. Curentul care le traversează disipe căldură, proporțională cu pătratul curentului: dublarea curentului multiplică această căldură de patru ori. Acestea sunt pierderile de cupru, și ele devin predominante atunci când se solicită un cuplu mare: porniri, urcări, accelerări.

Fenomenul se auto-perpetuează: rezistența cuprului crește cu aproximativ 0,4% pentru fiecare grad Celsius. Un motor încins se încălzește, prin urmare, și mai repede, la același curent.

Tocmai de aceea, alegerea bobinajului este importantă: un motor High Speed, care produce mai puțin cuplu per amper, necesită mai mult curent pentru același efort. Consultați ghidul nostru despre Kv, Kt și numărul de poli.

Pierderile în fier

Statorul este realizat din foi subțiri de oțel magnetic. La fiecare ciclu electric, câmpul magnetic se inversează, ceea ce generează două tipuri de pierderi:

• Histerezisul: o cantitate mică de energie pierdută la fiecare inversare a câmpului magnetic în metal;
• curentul Foucault (Eddy): curenți induși care circulă în plăcile metalice și le încălzesc. Scopul stratificării fierului în plăci izolate este de a limita acești curenți.

Aceste pierderi cresc odată cu frecvența electrică, deci cu viteza și numărul de poli. Ele sunt importante în special la viteze mari și cresc și mai mult în regim de reducere a fluxului magnetic.

Ce reprezintă riscul reprezentat de căldură

Izolatorul bobinajelor

Firul de cupru este acoperit cu un strat de vernis izolator, conceput pentru o temperatură maximă specificată de clasa sa de izolație. Depășind această temperatură, vernisul se deteriorează rapid, apoi se fisurează: spirele se ating, motorul își pierde eficiența, se încălzește și mai mult și, în cele din urmă, se defectează.

Magneții

Magneții din neodim își pierd puțin din forță când se încălzesc: motorul produce mai puțin cuplu per amper, ceea ce poate fi compensat prin răcire. Însă, depășind o temperatură care depinde de gradul magneților, o parte din magnetizare se pierde definitiv: acesta este fenomenul de demagnetizare. Motorul devine atunci permanent mai slab. Gradele magneților sunt indicate prin litere (de exemplu, H, SH, UH) care indică rezistența lor la temperatură.

Riscul este maxim atunci când o temperatură ridicată se combină cu un curent puternic care se opune magneților, așa cum se întâmplă în timpul funcționării la putere maximă.

Cum disipează un motor cu butuc căldura?

Un motor cu butuc pentru trotinete este o carcasă închisă. Căldura generată de bobinajele, situate în centru, trebuie să traverseze aerul din interior înainte de a ajunge la jantă, apoi aerul exterior; o parte trece și prin axă, către brațul trotinetei. Acest traseu este lung, ceea ce explică de ce un motor cu butuc se încălzește rapid în timpul eforturilor repetate.

Mai multe soluții pot îmbunătăți acest proces:

• des deschideri și o bună circulație a aerului, așa cum oferă sistemul nostru de ventilație pentru motoare;
• un lichid special (ferofluid) plasat în spațiul dintre rotor și stator, care conduce căldura mai bine decât aerul;
• Un motor mai mare, care produce același cuplu cu un consum de curent mai mic și oferă o suprafață de transfer termic mai mare.

Monitorizarea temperaturii

Multe motoare de trotinete includ un senzor de temperatură în bobinaj. Conectat la controler, acesta îi permite să reducă treptat curentul înainte de a atinge un nivel periculos. Acesta este motivul pentru care se simte o pierdere de putere după o urcare lungă: este un sistem de protecție, nu o defecțiune.