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Nutenwiderstandsthermometer NWT

Allgemein

Nutenwiderstandsthermometer - kurz NWT genannt - sind elektrische Temperaturfühler zur Messung und / oder Regelung der Wicklungstemperatur von Elektromotoren oder Generatoren. Sie werden in die Nut des Stators direkt an die Kupfer-Wicklungen angebracht.

Ihre Bauform ist länglich (schwertähnlich) und sie beinhalten zur Temperaturmessung entweder einen Platin-Dünnschicht-Messwiderstand (Chip) oder einen Platin-Widerstandsdraht. Die Ausführungen sind je nach Applikation als starres, leicht biegbares oder als hochflexibles NWT konstruiert.

Meist erfassen Pt100-Temperatursensoren die Temperatur nur in einem sehr kleinen lokalen Bereich, da die temperatur-empfindliche Länge der eingesetzten Dünnschichtmesswiderstände in der Regel nur wenige Millimeter beträgt. Im Gegensatz hierzu messen mit einem Widerstandsdraht gewickelte Nutenwiderstandsthermometer die Temperatur fast auf der gesamten aktiven Länge des Fühlers. Dadurch wird die Temperaturverteilung innerhalb der Nut im Gesamten erfasst. EPHY-MESS bietet die mit Draht gewickelten NWT's in Form einer bifilaren Wicklung an. Dadurch ist der Fühler gegen Induktionsspannungen durch äußere elektromagnetische Felder kompensiert.

Verwendung

Um einen sicheren Betrieb und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten müssen elektrische Maschinen vor dauernder thermischer Überlastung geschützt werden. Hierzu dienen im Allgemeinen Nutenwiderstandsthermometer. Die NWT's werden in die Wicklungsnuten elektrischer Motoren und Generatoren eingebaut.

Die Thermometer sind vakuum-imprägnierbeständig und hochspannungsfest isoliert. Dies gestattet die Montage der Thermometer direkt bei der Fertigung der Maschinen. Durch die Verwendung zusätzlicher Isolierstoffe lässt sich die Spannungsfestigkeit weiter erhöhen. Die Motorwicklung wird abschließend zusammen mit den eingebauten Nutenthermometern imprägniert. Die mögliche Einsatztemperatur beträgt je nach Ausführung bis zu 250°C.

Alle Abmessungen sind weitestgehend frei dimensionierbar. Dies gewährleistet eine gute Anpassung der Thermometer an die verschiedenen Nutgrößen. Erst durch den direkten Nuteinbau der Thermometer ist es möglich, die Motoren nahe an ihrer thermischen Belastungsgrenze zu betreiben und somit einen hohen und nahezu optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Zur Vermeidung von Messfehlern durch zu lange Anschlussleitungen sind alle Thermometer auch in 3- oder 4-Leiterschaltung lieferbar. Dadurch werden die Kabelwiderstände kompensiert und die Messgenauigkeit erhöht.

Bei Forderung nach Messkreisredundanz können die Nutenthermometer auch mit zwei, voneinander unabhängigen, Messwicklungen ausgestattet werden. Zertifizierte Sonderkonfigurationen eignen sie sich auch gut zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.

Funktionsprinzip

Die Messwicklung wird mit einem möglichst niedrigen Messstrom gespeist. Durch die bifilare Widerstandswicklung treten keinerlei Induktionsspannungen auf, die sonst zu Messfehler führen könnten. Der Widerstand der Messwicklung ist temperaturabhängig. Ihr Widerstand steigt linear und wird umso größer, je höher die Temperatur steigt.

Durch Messung des Widerstandes der Drahtwendel kann somit die Temperatur bestimmt werden. Bei Nutenwiderstandsthermometern mit bifilarer Messwicklung aus Ni-, Cu- oder Pt-Drahtqualität erfolgt die Temperaturerfassung im Vergleich zu NWT's in sogenannter Chip Ausführung nicht punktuell, sondern über deren gesamte temperaturempfindliche Länge. Diese Temperaturmessung ist deutlich zuverlässiger.

Verfügbare Messmethoden