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Lernfeld 6 · Prüfung Teil 1

Wicklungen und Isolierstoffe

Wicklungen und Isolierstoffe: Wärmeklassen, Lackdraht, Nutisolation, Ein- und Zweischichtwicklung, Sehnung, Klemmbrett und Imprägnieren.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Die Ständerwicklung eines Drehstrommotors besteht aus Spulen aus Kupferlackdraht, die in die Nuten des Blechpakets eingelegt werden. Zwischen Draht und Blech liegt die Nutisolation aus Flächenisolierstoff, oben verschließen Deckschieber die Nut. Wie viele Nuten ein Strang unter jedem Pol belegt, sagt die Lochzahl . Bei der Einschichtwicklung liegt eine Spulenseite je Nut, bei der Zweischichtwicklung liegen zwei übereinander. Die Zweischichtwicklung erlaubt eine Sehnung: Die Spulenweite ist etwas kleiner als die Polteilung, das dämpft Oberschwingungen und verkürzt die Wickelköpfe.

Alle Isolierstoffe zusammen bilden das Isoliersystem, dessen Wärmeklasse die höchste Dauertemperatur angibt, etwa 155 °C bei Klasse F. Wird eine Wicklung dauernd etwa 10 K heißer betrieben, halbiert sich ungefähr ihre Lebensdauer. Feuchtigkeit, Schmutz und steile Spannungsflanken vom Umrichter setzen der Isolierung zusätzlich zu. Nach dem Einlegen und Verschalten wird die Wicklung imprägniert: Das Harz verfestigt die Drähte, leitet die Wärme besser ab und schützt vor Feuchte.

Die Strangenden führst du am Klemmbrett nach DIN EN 60034-8 heraus: Anfänge U1, V1, W1, Enden U2, V2, W2. Mit Brücken wählst du Stern oder Dreieck. Bei Phasenfolge L1, L2, L3 an U1, V1, W1 dreht der Motor von der Antriebsseite gesehen rechts herum. Weil der Kupferwiderstand mit der Temperatur steigt, gibst du gemessene Wicklungswiderstände immer mit der Temperatur an.

Das solltest du dir merken

  • Wärmeklassen A 105 °C, E 120 °C, B 130 °C, F 155 °C, H 180 °C.
  • Etwa 10 K mehr Dauertemperatur halbieren die Lebensdauer der Isolierung.
  • Lochzahl q = Nuten je Pol und Strang.
  • Stern entsteht durch Brücken über W2, U2 und V2.
  • Imprägnieren verfestigt, kühlt und schützt, ersetzt aber keine Nutisolation.

Formeln

Lochzahl
Nutenzahl, Polzahl, Strangzahl (Drehstrom 3)
Polteilung in Nuten
Nuten je Pol; die Spulenweite der gesehnten Wicklung ist kleiner
Widerstand bei Betriebstemperatur
Widerstand bei 20 °C in Ω, = 0,0039 K⁻¹ für Kupfer, Temperaturänderung in K

Typische Fehler in der Prüfung

  • Polzahl und Polpaarzahl in der Lochzahl verwechselt.
  • Die Brücken für Stern von U1 nach U2 gesetzt und damit einen Strang kurzgeschlossen.
  • Einen Wicklungswiderstand ohne Angabe der Temperatur bewertet.

Tipps aus der Werkstatt

  • Faustregel für die Isolierung: rund 10 K mehr Dauertemperatur halbieren die Lebensdauer der Wicklung. Darum werden Motoren oft in Wärmeklasse F gebaut, aber nur nach B ausgenutzt. Die 25 K Reserve sind kein Luxus, sondern Lebensdauer.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Wicklungen und Isolierstoffe“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Maschinen und Antriebstechnik, Lernfeld 6 (Elektrische Maschinen herstellen und prüfen); DIN EN 60085, DIN EN 60034-8. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.