Ähnlich wie bei der Leistung von Elektromotoren ist auch bei der Entscheidung zwischen Luft- und Flüssigkeitskühlung die Kühlung ein wichtiger Faktor. Lohnt es sich, in eine Flüssigkeitskühlung zu investieren? Ist es an der Zeit, sich vom alten Lüftersystem zu verabschieden? All diese Fragen müssen sorgfältig abgewogen werden. Nicola Acampora, Vertriebsleiter bei der Hyve Group, dem Veranstalter der CWIEME Berlin, liefert hier eine vergleichende Bewertung von Kühlsystemen für Elektromotoren.

Das Bedürfnis nach Coolness

Elektromotoren erzeugen aufgrund von Energieverlusten während des Betriebs Wärme – je höher die Belastung, desto mehr Wärme strahlt die Maschine ab, die abgeführt werden muss. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Betriebstemperaturen zu kennen und zu wissen, wie man sie in einem optimalen Bereich hält. 

Wenn diese Wärme nicht kontrolliert wird, kann sie zu einer kurz- und langfristigen Verschlechterung des Elektromotors führen. Übermäßige Hitze kann mechanische Komponenten verziehen oder Lager beschädigen, was zu unmittelbaren Betriebsproblemen führt. Außerdem gibt es einen erheblichen Leistungsunterschied unter „heißen” Bedingungen, was bedeutet, dass die Suche nach dem richtigen Kühlsystem für Elektromotoren für deren Energieeffizienz unerlässlich ist.

Je länger ein Elektromotor einer unzureichenden Kühlung ausgesetzt ist, desto kürzer ist seine Lebensdauer, da sich der Verschleiß beschleunigt. Längere Einwirkung hoher Temperaturen kann zu einer Verschlechterung der Isolationsmaterialien führen, was sowohl den Betrieb als auch die Sicherheit gefährdet. Ohne ausreichendes Isolationsmaterial können Kurzschlüsse zum Ausfall der gesamten Maschine führen, während brennbare Komponenten nun kontinuierlich hohen Temperaturen ausgesetzt sein können.

Ist einfach am besten?

Ein Rotationsventilator ist die einfachste Methode, um die heiße Luft um einen Elektromotor herum zu verdrängen und eine Konvektion zu fördern, durch die kühlere Luft nachströmen kann.

Ein unkompliziertes Layout reduziert die Anzahl der Komponenten und potenziellen Fehlerquellen und sorgt so für höhere Zuverlässigkeit und eine einfachere Fehlerbehebung. Auch die Installation und Wartung sind einfacher und kostengünstiger, sodass weniger Ressourcen für die Inbetriebnahme und den Betrieb dieser Systeme erforderlich sind. Durch sein geringes Gewicht eignet sich dieses System ideal für agile oder mobile Aufgaben.

Cool, kompakt und beständig

Die Flüssigkeitskühlung nutzt die hohe Wärmekapazität von Flüssigkeiten wie Wasser und bestimmten Ölen, um die von Elektromotoren abgegebene Wärmeenergie zu absorbieren. 

Dies kann erreicht werden, indem das Kühlsystem durch die Wärmequelle selbst oder über einen Mantel, der die gesamte Komponente umgibt, geleitet wird, was die Kühlleistung erheblich verbessert. Die direktere Wärmeableitung ermöglicht auch eine bessere Temperaturkontrolle und reguliert die Umgebung des Elektromotors auf ein konstantes Niveau. Die Effizienz der Flüssigkeitskühlung ermöglicht auch Flexibilität beim Design, wie z. B. Kompaktheit und Formgebung.

Entscheidungen, Entscheidungen...

Die Entscheidung hängt oft von den Einschränkungen und Herausforderungen der einzelnen Systeme ab.

Bei der Flüssigkeitskühlung führt die Komplexität zu höheren Anfangsinvestitionen, die für kleinere Projekte möglicherweise nicht geeignet sind. Außerdem sind für Wartungs- und Reparaturarbeiten höhere Fachkenntnisse erforderlich. Je nach Wahl der Flüssigkeit kann die Flüssigkeitskühlung auch empfindlich gegenüber extremen Temperaturen sein, bei denen die Gefahr des Einfrierens oder Verdampfens besteht. Dies macht Anwendungen wie leistungsstarke Industriemaschinen oder Elektrofahrzeuge zu einem geeigneten Einsatzgebiet, da sie eine hohe Wärmeableitung bei relativ konstanter Umgebungstemperatur erfordern.

Die Luftkühlung hat eine vergleichsweise geringere Leistung, die mit Elektromotoren, die eine hohe Wärmeintensität erzeugen, möglicherweise nicht Schritt halten kann. Wenn die Konstruktion enge oder geschlossene Räume erfordert, in denen Luftströmungen schwerer zu erzeugen sind, wird ein ventilatorbasiertes System Schwierigkeiten haben. Eine allgemein heiße Betriebsumgebung kann es ebenfalls schwierig machen, die für die Kühlung des Elektromotors erforderliche Konvektion zu erzeugen. Aufgrund ihrer Einfachheit eignet sie sich für leichte, einfache Konstruktionen wie tragbare Elektrowerkzeuge und Drohnen.

Praktische Erfahrungen unter Anwendungsbedingungen sind die wertvollsten Daten, die den Entscheidungsprozess unterstützen können. Dies ist jedoch nicht immer möglich, insbesondere wenn ein Projekt von Grund auf neu gestartet wird. Um dies zu umgehen, sollten Sie mit Branchenexperten sprechen und sich von modernen, bewährten Lösungen inspirieren lassen. Die CWIEME Berlin, die internationale Fachmesse für Spulenwickel- und Elektrofertigung, ist ein Schmelztiegel für Ideen, der Start-ups und Branchenführer gleichermaßen inspiriert. Hier können Sie sich mit anderen Fachleuten austauschen, die bereits Herausforderungen im Zusammenhang mit der optimalen Betriebstemperatur gemeistert haben.

Melden Sie Ihr Interesse an der CWIEME Berlin 2026an, die vom 19. bis 21. Mai 2026 stattfindet und führende Experten aus den Bereichen Spulenwickel- und Elektrofertigung zusammenbringt.