Mi történik ha túlterheljük a villanymotort?

Azzal a jelenséggel bizonyára már sokan találkoztak, ha egy villanymotort huzamosabb ideig túlterhelnek, akkor az előbb-utóbb leég. De mi történik ilyenkor a villanymotorral, és hogyan változnak meg a műszaki paraméterei?

A WEG motorokhoz elérhető adatlapok rengeteg hasznos információt tartalmaznak az adott motorról, többek között a túlterheléssel kapcsolatos adatokat is. Ha elkezdjük túlterhelni a villanymotort, elkezd növekedni a motor által leadott forgató nyomaték is - "A" görbe. Ezzel együtt a villanymotor áramfelvétele szintén emelkedni kezd - "B" görbe. 

A nyomaték növekedése egészen addig folyatódik, amíg el nem érjük a maximális, vagyis a billenő nyomaték (M_max) értékét. Amennyiben a terhelés mértéke meghaladja az M_max értékét a motor forgó része megáll, ellenben az áramfelvétel tovább emelkedik.

Ha ez az állapot tartósan fennáll anélkül, hogy a motort leválasztatnánk a villamos hálózatról, a villanymotor előbb-utóbb leég. Ez azért következik be, mert a névleges áramfelvétel többszöröse halad át a motor tekercsein. Ez olyan jelentős mennyiségű hőt termel a villanymotor tekercselésében, amit a motor bordái és hűtőrendszere már nem tud elvezetni. A felszabaduló hő a villanymotor belsejében halmozódik fel, ami lassan megolvasztja a tekercselést körülvevő szigetelő anyagot, a tekercsek vezetékei összeérnek, rövidzárlat keletkezik, és a villanymotor leég.

Nézzük meg a fent leírtakat egy 11kW-os IE4-es WEG motor esetén:

Ebben a konkrét esetben villanymotor maximális teljesítménye ~29,7kW. Ez a névleges teljesítmény 270%-a!

Felmerülhet a kérdés, hogy vajon mennyi ideig terhelhetjük le a villanymotort anélkül, hogy az maradandó károsodást szenvedne. A WEG motorokhoz tartozó adatlap erről is hasznos információval szolgál, ugyanis másodpercben megadja azt az időintervallumot (Locked rotor time), ami alatt a villanymotor ugyan jelentősen felmelegszik, de károsodás még nem éri a motor tekercselését. Ez az érték a példánkban szereplő motornál 14 másodperc.

A villanymotorról levehető többlet teljesítménynek szakaszos üzem esetén van jelentősége, és hogy pontosan hogyan tudjuk ezt hasznosítani a hajtás tervezésnél, egy következő cikkben mutatom be.

Császár Péter
gépészmérnök