IE4 bir motor, düşük kayıpları sayesinde aynı yükte IE3 muadilinden daha serin çalışır. Yine de yanlış kurulum ya da zorlu ortam koşulları onu da ısıtabilir. Aşırı ısınma, sargı yalıtımının ömrünü kısaltan başlıca etkendir ve genellikle motorun kendisinden değil çevresinden kaynaklanır.
Isı üretimi ile ısı atımının ayrımı
Motorun ısısı, ürettiği kayıptan doğar. IE4 sınıfı kayıpları IE3'e göre yaklaşık %15 azalttığından, aynı yükte üretilen ısı da azdır ve bu, daha düşük yatak ve sargı sıcaklığı demektir. Ancak sıcaklık, üretilen ısı kadar bu ısının atılabilmesine de bağlıdır. Soğutma zayıfladığında ya da ortam koşulları zorlaştığında, düşük kayıplı bir motor bile yüksek bir sıcaklığa ulaşabilir. Bu yüzden IE4'te ısınma sorunu, çoğunlukla kaybın büyüklüğünden değil ısının atılamamasından kaynaklanır.
Çözüm de ısıyı azaltmaktan çok, atılmasını iyileştirmekte aranır.
Havalandırma ve kirlenme
Kendinden soğutmalı bir motor, arkasındaki fanın gövde kanatçıkları üzerinden geçirdiği havayla soğur. Fan kapağının tozla tıkanması, kanatçıkların kir ve yağ tabakasıyla kaplanması ya da motorun duvara çok yakın konumlanması, hava akışını keser ve sıcaklığı yükseltir. Bu tür ısınmanın çözümü basittir: fan kapağı ile kanatçıklar düzenli temizlenmelidir. Motorun etrafında da hava dolaşımına yetecek boşluk bırakılmalıdır. Kanatçık yüzeyindeki ince bir kir tabakası bile ısı atımını gözle görülür azaltır ve bu yüzden temizlik, en ucuz soğutma önlemidir.
Ortam sıcaklığı ve rakım düzeltmesi
Standart motorlar, 40 °C'ye kadar ortam sıcaklığı ve 1.000 metreye kadar rakım için tanımlanır. Bu iki sınır, kataloglarda çoğunlukla göz ardı edilir. Ortam sıcaklığı 40 °C'yi aştığında motorun taşıyabileceği güç düşürülmelidir; kabaca 45 °C'de anma gücünün yaklaşık %95'i, 50 °C'de %90'ı, 55 °C'de yaklaşık %88'i kullanılabilir. Benzer şekilde 1.000 metrenin üzerindeki rakımlarda hava seyreldiği için soğutma zayıflar ve her 100 metre için yaklaşık %1'lik bir güç düşümü uygulanır. Sıcak bir dökümhanede ya da yüksek rakımlı bir tesiste bu düzeltmeler yapılmazsa, doğru seçilmiş görünen bir motor bile sürekli sıcak çalışır.
Bu iki faktör, ısınma şikâyetlerinin sık ama fark edilmeyen bir nedenidir.
Düşük hızda soğutma sınırı
Frekans invertörüyle sürülen bir motorda hız düştüğünde, milden dönen fan da yavaşlar ve attığı hava azalır. Sabit tork gerektiren bir yükte motor düşük hızda aynı akımı çeker ama daha az soğur ve sıcaklık birikir. Bu sorunun çözümü, motoru bir üst boya seçerek zorlanma payı bırakmak ya da motor hızından bağımsız çalışan harici bir fan (cebri soğutma) takmaktır. Cebri fan, düşük hızda bile sabit hava sağlayarak sıcaklığı kontrol altında tutar ve motorun soğutma ihtiyacına uygun debide seçildiğinde en iyi sonucu verir. Düşük hızda uzun süre çalışacak IE4 motorlarda bu önlem, ısınma sorununu baştan engeller.
Aşırı yük, gerilim ve dengesizlik
Elektriksel koşullar da ısınmayı besler. Motorun sürekli anma yükünün üzerinde çalıştırılması akımı ve dolayısıyla ısıyı artırır. Şebeke geriliminin düşük olması, aynı momenti üretmek için daha çok akım çekilmesine yol açar. Fazlar arası gerilim dengesizliği ise akım dengesizliğini büyütür ve sargıyı yerel olarak ısıtır; küçük bir gerilim dengesizliği bile akımda büyük bir dengesizliğe dönüşür. Bu nedenlerle ısınan bir motorda önce yük, sonra besleme gerilimi ve dengesizlik ölçülür.
Elektriksel kaynaklı ısınma, mekanik soğutmayı iyileştirerek değil kök nedeni gidererek çözülür.
Sık yol vermenin ısısı
Motorun ısınmasında sık göz ardı edilen bir etken, yol verme sayısıdır. Her kalkışta motor anma akımının birkaç katını kısa süre çeker ve bu yüksek akım rotorda hızlı bir ısı üretir. Doğrudan şebekeden art arda yapılan kalkışlar, rotorun soğumasına fırsat vermeden ısıyı biriktirir. Sürekli yükte hiç zorlanmayan bir motor, sık dur-kalk çalışmada aşırı ısınabilir. Motor plakasında ya da kataloğunda saatte izin verilen kalkış sayısı belirtilir ve bu sınırın aşılması yalıtımı ve rotoru yorar.
Sık yol verme gereken bir uygulamada çözüm, motoru bir frekans invertörüyle yumuşak kaldırıp yavaşça durdurmaktır. Böylece kalkış akımı sınırlanır ve her çevrimde üretilen ısı belirgin azalır. Bu önlem, ısınmayı ve mekanik zorlanmayı birlikte düşürür.
Yalıtım sınıfı ve ısıl ömür
Isınmanın neden önemsendiği, sargı yalıtımının ömrüyle ilgilidir. Motorların çoğu F sınıfı (155 °C) yalıtımla üretilir, ancak sıcaklık artışı çoğunlukla bir alt sınıf olan B sınıfına (80 K artış) göre sınırlanır. Aradaki fark, motora bir ısıl güvenlik payı bırakır. Yalıtım ömrünü belirleyen pratik ölçü, sargının çalışma sıcaklığıdır: kabaca her 10 °C'lik sürekli sıcaklık artışı, yalıtımın ömrünü yarıya indirir. Bu nedenle 10 °C daha serin çalışan bir sargı, iki kat uzun hizmet verir.
IE4 motorun düşük kaybı tam bu noktada devreye girer. Ürettiği ısı az olduğundan sargı, aynı yükteki bir IE3 motora göre birkaç derece daha serin kalır ve bu küçük fark ömürde belirgin bir kazanca dönüşür. Ancak bu pay, tıkalı bir fan ya da sıcak bir ortamla kolayca harcanır. Yalıtımın sınıfı ne olursa olsun, sargıyı tanımlı sıcaklık sınırının altında tutmak, motorun kâğıt üstündeki ömrünü sahada karşılamanın tek yoludur.
Termal koruma ve izleme
IE4 motorların çoğunda sargıya gömülü termistör (PTC (pozitif sıcaklık katsayılı termistör)) bulunur ve bu eleman sargı sıcaklığını doğrudan izleyerek eşiği aşınca motoru durdurur. Harici aşırı akım rölesi, akımdan dolaylı koruma sağlar ama düşük hızdaki yavaş ısınmayı her zaman göremez. Bu yüzden sürücülü ve düşük hızda çalışan IE4 motorlarda sıcaklığın doğrudan sargıdan izlenmesi en güvenli yöntemdir. Motorun doğru güçte seçilmesi de ısıl yükü baştan sınırlar. Güç ihtiyacı IE4 elektrik motoru ile enerji tasarrufu yaklaşımıyla belirlendiğinde motor, ısınma payı olan bir yük noktasında çalışır.
IE4 motorda ısınma, üretilen ısıdan çok ısının atılamamasıyla ilgilidir. Havalandırma, ortam düzeltmeleri, düşük hız soğutması ve elektriksel koşullar birlikte ele alındığında sıcaklık kontrol altına alınır. Serin çalışan bir motor, süper verimin sağladığı ömrü de korur.
