Funktioniert Ihr Motor nicht mehr? Wie man eine beschädigte Ankerwicklung überprüft (und Sie können das auch!)

Wenn Ihr Elektromotor seltsame Geräusche macht, Leistung verliert oder einfach nicht anspringt, kann eine defekte Ankerwicklung die Ursache sein. Die Ankerwicklung ist ein wichtiger Teil Ihres Motors. In diesem kurzen Artikel möchte ich Ihnen zeigen, wie Sie einen defekten Anker erkennen können. Sie werden erfahren, wie Sie die Anzeichen erkennen und einige grundlegende Tests durchführen können. Es lohnt sich, das zu analysieren, denn wenn Sie das verstehen, können Sie Zeit und vielleicht sogar etwas Geld für die Reparatur Ihres Motors sparen. Lassen Sie uns feststellen, ob Ihr Motoranker Aufmerksamkeit braucht!

Mein Motor verhält sich komisch - könnte es ein defekter Anker sein?

Wenn ein Motor nicht mehr funktioniert, ist das sehr entmutigend. Möglicherweise brummt Ihr Motor, aber er dreht sich nicht. Oder vielleicht funkt er in der Nähe der Bürsten stark. Oft überhitzt der Motor auch schnell oder verliert an Leistung, was darauf hindeutet, dass er kein großes Drehmoment hat. Dies sind alles Anzeichen dafür, dass Sie einen defekten Anker haben könnten.

Ein Problem mit dem Motoranker kann alle möglichen Probleme mit der Effizienz Ihres Motors auslösen. Der Motor kann rau laufen, oder er läuft überhaupt nicht. Wenn Sie eines dieser Anzeichen bei Ihrem Motor feststellen, ist es ratsam, das Problem mit der Armatur zu untersuchen. Das frühzeitige Erkennen eines defekten Ankers kann oft noch größere Schäden am Motor verhindern. Deshalb ist es so nützlich, zu lernen, wie man einen beschädigten Anker überprüft. Denken Sie daran, dass der Rotorteil Ihres Motors in der Regel der Motoranker ist, und er ist lebenswichtig.

Was ist eigentlich ein Motoranker und warum wird er beschädigt?

Was ist also dieser Motoranker, über den wir hier sprechen? Bei zahlreichen Gleichstrommotoren ist der Anker die Komponente, die sich dreht. Man kann ihn sich als das Herz des Motors vorstellen. Er besteht im Allgemeinen aus einer zentralen Ankerwelle, einem Stapel Metallplatten (dem Kern) und einer Kupferwicklung (aus vielen Spulenwindungen), die um den Stapel gewickelt ist. An einem Ende der Ankerwelle befindet sich der Kommutator, ein Ring aus Kupferstäben (oder Segmenten). Die Motorbürsten laufen auf diesem Kommutator, um die Wicklung mit Strom zu versorgen. Der Rotor interagiert mit dem Magnetfeld des Stators (der stationären Komponente des Motors), damit sich der Motor dreht.

Warum wird ein Motoranker beschädigt? Ein wichtiger Grund ist die Überlastung - wenn der Motor zu stark arbeitet, kann die Ankerwicklung überhitzen. Diese Wärme kann die Isolierung der Kabel in der Spule beschädigen. Ein schlechter Luftstrom führt oft dazu, dass der Motor nicht abkühlen kann. Abgenutzte Kommutatoren oder schlechte/abgenutzte Bürsten können Funkenbildung und Schäden verursachen. Auch ein Lagerschaden kann zu Problemen führen, wenn der Rotor am Stator schleift. Die Ankerkonstruktion selbst versucht, diese Probleme zu vermeiden, aber es kommt zu Spitzen. Mit der Zeit kann die Isolierung beschädigt werden, was zu einem Kurzschluss in der Wicklung führt. Die ständigen Drehbewegungen und elektrischen Kräfte können außerdem zu einer Ermüdung an der Verbindungsstelle der Spule mit dem Kommutatorstab führen.

Welche Ausrüstung benötige ich zur Überprüfung meines Motorankers?

Gute Informationen! Sie benötigen nicht viele elegante Geräte, um einige Standardprüfungen an Ihrer Motorarmatur durchzuführen. Eines der wichtigsten Geräte wird ein Multimeter sein. Dieses Messgerät kann den Widerstand (in Ohm-Einheiten) bestimmen und auf Durchgang prüfen. Dies hilft mir, einen Kurzschluss oder eine offene Spule zu lokalisieren.

Außerdem brauchen Sie eine gute Beleuchtung, z. B. eine Taschenlampe, damit Sie das Innere des Motors gut sehen und den Motoranker untersuchen können. Eine Lupe kann hilfreich sein, um kleine Risse oder Brandspuren an der Wicklung oder am Kommutator zu finden. Natürlich benötigen Sie einfache Handwerkzeuge wie Schraubenzieher oder Schraubenschlüssel, um das Motorgehäuse zu öffnen, wenn Sie den Motoranker herausnehmen müssen. Vergewissern Sie sich stets, dass der Motor vom Stromnetz getrennt ist, bevor Sie beginnen! Sicherheit geht vor, lautet meine Devise, wenn Sie an einem elektrischen Gerät arbeiten, insbesondere an einem Motor.

Erste Punkte zuerst: Kann ich Schäden an der Armatur für beschädigte Wicklungen sehen?

Oft kann man Probleme mit den Ankerwicklungen einfach durch Hinsehen erkennen. Schauen Sie sich die Kupferwicklung des Motorankers genau an. Sind irgendwelche Drähte beschädigt oder verbrannt? Suchen Sie nach dunklen Flecken, die darauf hindeuten können, dass eine Spule überhitzt ist oder eine Degradation eingesetzt hat. Untersuchen Sie, wo die Spulendrähte an der Kommutatorstange befestigt sind. Diese Verbindungen sollten fest sein.

Sehen Sie sich außerdem die Isolierung der Wicklung an. Ist sie gebrochen, abgeblättert oder fehlt sie an einigen Stellen? Eine beschädigte Isolierung ist ein großes Warnsignal, da sie einen Kurzschluss an der Stelle verursachen kann, an der die Wicklung sich selbst oder den Metallkern des Ankers berührt. In manchen Fällen kann ein Teil der Wicklung anders aussehen als der Rest. Wenn Sie etwas sehen, das wie eine beschädigte oder verbrannte Spule aussieht, ist das ein sicheres Zeichen für einen defekten Anker. Die Ankerwicklung ist wichtig, damit der Motor ein Drehmoment erzeugen kann.

Worauf muss ich bei Kommutator und Bürsten achten?

Der Kommutator und die Bürsten sind in meinem Prüfungsverzeichnis für jeden Motor aufgeführt. Der Kommutator ist der Ring aus Kupferprofilen an einem Ende des Motorankers. Wenn sich der Rotor dreht, reiben die Bürsten am Kommutator und leiten den elektrischen Strom an die Ankerwicklung weiter. Sehen Sie sich die Oberfläche des Kommutators genau an. Ist sie glatt oder ist sie rau, gerillt oder hat sie abgenutzte Stellen? Sind einige der Kupferstangen des Kommutators angehoben oder locker? Starke Abnutzung oder Beschädigung bedeutet, dass der Motoranker wahrscheinlich nicht richtig funktioniert.

Untersuchen Sie auch die Bürsten. Dies sind im Allgemeinen kleine Kohleblöcke. Sind sie sehr kurz abgenutzt? Sind sie abgesplittert oder gespalten? Durch die Reibung der Kohlebürsten am Kommutator entsteht mit der Zeit Verschleiß. Wenn die Bürsten auf der Kommutatoroberfläche keinen guten Kontakt haben, wird Ihr Motor Probleme bekommen. Ein schlechter Bürstenkontakt kann zu Funkenbildung führen, was wiederum die Kommutatorstäbe und den Motor schädigen kann. Ein gesunder Kommutator und ein guter Bürstenkontakt sind wichtig für einen zufriedenen Motor.

Wie kann ich genau prüfen, ob die Ankerwicklung einen Kurzschluss hat?

Lassen Sie uns jetzt das Multimeter, unser zuverlässiges Messgerät, herausholen. Ein Kurzschluss in der Ankerwicklung ist ein häufiges Problem. Dies deutet darauf hin, dass sich einige Kabel in einer Spule dort berühren, wo sie nicht sein sollten, typischerweise weil die Isolierung bricht. Dadurch entsteht ein zu einfacher Strompfad, so dass ein Teil der Wicklung seine Aufgabe nicht richtig erfüllen kann. Ein Kurzschluss in der Wicklung kann dazu führen, dass der Motor zu viel Strom zieht, zu heiß wird, an Leistung verliert (weniger Drehmoment) oder vielleicht einen Unterbrecher auslöst. Der Motor kann kämpfen.

Die Prüfung auf einen Kurzschluss innerhalb einer Spule oder zwischen Spulensegmenten mit einem einfachen Messgerät ist etwas kompliziert, wenn man nicht über eine spezielle Ausrüstung wie ein Brummgerät verfügt. Allerdings können sehr niedrige Widerstandswerte, die durchgängig über viele Kommutatorstäbe gemessen werden (wenn Sie einen Stab-zu-Stab-Test durchführen, siehe unten), manchmal auf kurzgeschlossene Wicklungen im Anker des Gleichstrommotors hinweisen. Wenn eine Spule kurzgeschlossen ist, hat sie in der Regel einen viel geringeren Widerstand als verschiedene andere Spulen. Ein Kurzschluss kann das für den Betrieb des Motors erforderliche Magnetfeld stark beeinflussen. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, ist eine ordnungsgemäße Isolierung entscheidend. Der Stator des Motors hat ebenfalls Wicklungen, und auch dort kann ein Kurzschluss entstehen.

Besteht eine Unterbrechung (offener Stromkreis) in meiner Ankerspule?

Ein weiteres Problem in einer Motorarmatur ist ein offener Stromkreis in einer Spule. Das bedeutet, dass das Kabel einer Spule unterbrochen ist, so dass der Strom in diesem Teil der Wicklung nicht fließen kann. Wenn ein Motor eine offene Spule hat, wird er wahrscheinlich sehr schlecht laufen, ruckeln oder übermäßig an den Bürsten gegen die Kommutatoroberfläche funken. Der Motor kann zwar versuchen, sich zu drehen, aber er hat mit Sicherheit keine gleichmäßige Leistung oder kein Drehmoment.

Um zu prüfen, ob eine Spule offen ist, verwenden Sie Ihr Multimeter, das auf die Messung des Widerstands (Ohm) oder auf die Einstellung Durchgang eingestellt ist. Sie suchen nach einer elektrischen Verbindung zum Anker über jede Spule. Dazu berühren Sie mit den Messfühlern Ihres Messgeräts die umliegenden Kommutatorstäbe. Sie müssen einen niedrigen, konstanten Widerstandswert für jede Spule erhalten. Wenn Sie einen Bereich entdecken, in dem die Messung einen sehr hohen Widerstand oder "OL" (Open Line/Load) anzeigt, deutet dies auf eine Unterbrechung in dieser Spule oder ihrer Verbindung zum Kommutator hin. Diese Spule schließt den Stromkreis nicht, und das ist schlecht für Ihren Motor. Dies ist eine wichtige Untersuchung, um den Zustand der Ankerwicklung zu prüfen.

Wie genau prüfe ich den Widerstand zwischen den Kommutatorstäben?

Dies ist eine meiner bevorzugten Prüfungen für einen Gleichstrommotoranker: der Stab-zu-Stab-Widerstandstest. Er hilft mir, offene Stellen, Kurzschlüsse oder hochohmige Verbindungen in der Ankerwicklung zu finden. Stellen Sie dazu Ihr Multimeter auf einen niedrigen Widerstandsbereich ein. Danach bestimmen Sie den Widerstand zwischen benachbarten Kommutatorstäben. Legen Sie eine Sonde an eine Kommutatorstange und die andere Sonde an die nächste Stange. Merken Sie sich den Widerstandswert.

Danach setzen Sie Ihre Messfühler am nächsten Paar von zwei Kommutatorstäben an und so weiter, so dass Sie den gesamten Kommutator abfahren. Sie müssen den Widerstand jedes benachbarten Paares prüfen. Alle Messwerte sollten sehr ähnlich sein, in der Regel ein niedriger Widerstandswert. Wenn Sie einen Messwert finden, der viel höher ist als die anderen, haben Sie wahrscheinlich eine offene Spule oder eine schlechte Verbindung zu dieser Kommutatorstange. Wenn ein Messwert deutlich niedriger ist (nahe Null Ohm), kann dies auf eine kurzgeschlossene Spule hinweisen. Dieser Stab-zu-Stab-Test vermittelt ein gutes Bild von der Gesundheit und dem Zustand der Ankerwicklung Ihres Motors. Achten Sie darauf, dass Sie jede Kommutatorstange prüfen.

Berührt die Wicklung des Ankers den Metallkern (geerdet)?

Bei der letzten elektrischen Prüfung wird untersucht, ob die Ankerwicklung einen Kurzschluss mit der Ankerwelle oder dem Ankerpaket des Motors (dem Stahlkern) hat. Dies wird häufig als Erdschluss oder Kurzschluss gegen Erde bezeichnet. Die Kupferwicklung sollte vollständig vom Ankerpaket und der Ankerwelle isoliert sein. Wenn die Isolierung nicht mehr funktioniert und ein Kabel den Metallkern des Ankers berührt, kann elektrischer Strom in den Motorrahmen entweichen. Dies ist gefährlich und kann dazu führen, dass der Motor Unterbrecher auslöst oder nicht richtig läuft.

Für diese Prüfung stellen Sie Ihr Multimeter auf den größten Widerstand (Ohm) ein. Legen Sie eine Sonde auf die saubere Metalloberfläche der Ankerwelle oder des Stapels. Berühren Sie mit der anderen Sonde jede Kommutatorstange, eine nach der anderen. Sie wollen einen extrem hohen Widerstandswert sehen, idealerweise "OL" (open loop oder grenzenloser Widerstand). Das bedeutet, dass die Wicklung effektiv vom Ankerpaket isoliert ist. Wenn Sie einen verringerten Widerstand zwischen irgendeiner Kommutatorstange und dem Eisenkern (oder der Stange und dem Eisenanker) messen, bedeutet dies, dass ein Kurzschluss mit der Masse vorliegt. Dieser Isolationsdurchbruch bedeutet, dass ein Teil der Wicklung den Eisenanker direkt berührt und der Motoranker defekt ist. Diese letzte Prüfung ist für die Sicherheit und den ordnungsgemäßen Betrieb des Motors von entscheidender Bedeutung. Wir müssen diese Teile gut isolieren.

Was passiert, wenn mein Motor immer noch nicht funktioniert? Was könnte es sonst noch sein?

Gelegentlich kann es vorkommen, dass Sie trotz dieser Kontrollen feststellen, dass der Motoranker korrekt funktioniert, Ihr Motor aber trotzdem Probleme hat. Was dann? Nun, der Motoranker ist nur ein Teil eines komplizierten Motors. Das Problem kann auch woanders liegen. Zum Beispiel könnte der Stator (der feste Teil des Motors mit den Feldwicklungen oder Permanentmagneten im Motor) einen Fehler haben. Die Statorwicklung kann außerdem Kurzschlüsse oder Unterbrechungen verursachen, die den Motor zum Stillstand bringen.

Ein weiterer Grund sind verschlissene Lager. Ein schlechtes Lager kann dazu führen, dass der Rotor (der Anker) schleift oder sich festfährt, wodurch der Motor einen massiven Widerstand bzw. eine übermäßige Belastung erfährt. Es kann Probleme mit den Bürsten geben, die nicht richtig sitzen, auch wenn sie in Ordnung aussehen. Bei einigen Motortypen, insbesondere in Autos, kann ein defekter Regler oder ein Problem mit der Spannungsversorgung das Problem sein, nicht der Motor selbst. Wenn Sie den Anker des Gleichstrommotors gründlich untersucht haben und er in Ordnung zu sein scheint, ist es vielleicht an der Zeit, diese anderen Teile des Motorsystems oder sogar den externen Stromkreis, der den Motor speist, zu überprüfen.