Fehlersuche bei BLDC-Motoren und Steuerungen: Die 5 häufigsten Fehlerbehebungen

Ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: dem Motor und dem Steuergerät. Wenn etwas kaputt geht, kann es schwierig sein, herauszufinden, welches Teil das Problem ist. Dieser Artikel soll Ihnen helfen. Ich werde meine eigene Liste von Schritten mit Ihnen teilen, die Ihnen dabei helfen, herauszufinden, was mit Ihrem bldc-Motor-Setup nicht in Ordnung ist. Wir werden die fünf Probleme durchgehen, die ich am häufigsten gesehen habe. Wenn Sie diese Schritte befolgen, können Sie eine Menge Zeit und Geld sparen. Sie können aufhören zu raten und anfangen, Dinge zu reparieren. Dieser Leitfaden zeigt Ihnen, wie Sie das Problem auf einfache und klare Weise finden können.

Mein BLDC-Motor springt nicht an. Ist die Steuerung defekt?

Wenn sich ein Gleichstrommotor überhaupt nicht bewegt, denken viele zuerst, dass der elektronische Regler kaputt ist. Mir ist das auch schon passiert. Ich habe mir einen Motor angeschaut, der sich nicht bewegt, und dachte: "Dieser neue Controller ist bestimmt nicht gut." Aber nach dem, was ich gesehen habe, ist das normalerweise nicht das Problem. Die Steuerung ist so etwas wie das Gehirn des Systems. Aber er braucht Strom, um etwas zu tun.

Das Problem ist in der Regel etwas viel Einfacheres. Sie sollten zuerst die Stromquelle überprüfen. Tun Sie das, bevor Sie denken, dass der Controller kaputt ist. Ist die Batterie voll aufgeladen? Einmal habe ich den ganzen Nachmittag an einem Motorroller gearbeitet. Später stellte ich fest, dass die Batterie nur 5 Volt hatte. Ist die Sicherung durchgebrannt? Sicherungen sind so gebaut, dass sie zuerst ausfallen. Dadurch werden Teile geschützt, die mehr Geld kosten, wie z. B. die Motorsteuerung. Beginnen Sie immer mit den einfachen Dingen. Überprüfen Sie Ihre Batterie, Ihren Netzschalter und Ihre Sicherungen. Dieser einfache erste Schritt kann Sie vor großen Kopfschmerzen bewahren.

Wie kann ich den Controller auf Grundleistung prüfen?

Sie haben also die Batterie überprüft. Sie ist in Ordnung. Die Sicherung ist auch in Ordnung. Jetzt können wir davon ausgehen, dass der Controller das Problem sein könnte. Als Nächstes müssen Sie prüfen, ob Strom fließt in das Steuergerät. Sie müssen auch prüfen, ob die Stromzufuhr aus davon. Dazu benötigen Sie ein einfaches Werkzeug, ein Multimeter. Sie sollten es auf die Messung von Gleichspannung einstellen.

Sehen Sie sich zunächst den Hauptstromanschluss am Steuergerät an. Normalerweise sehen Sie zwei dicke Drähte. Es gibt ein rotes für den Pluspol und ein schwarzes für den Minuspol. Berühren Sie mit den Spitzen Ihres Multimeters vorsichtig die Schrauben oder Stecker, an denen diese Drähte angeschlossen sind. Sie sollten eine Zahl sehen, die mit der Spannung Ihrer Batterie übereinstimmt. Wenn Sie diese Zahl nicht sehen, gibt es ein Problem mit den Kabeln zwischen Ihrer Batterie und dem Steuergerät. Wenn Sie die richtige Spannung sehen, wissen Sie, dass das Steuergerät mit Strom versorgt wird. Das ist ein gutes Zeichen. Prüfen Sie als Nächstes, ob das Steuergerät ein Niederspannungssignal für Teile wie die Drosselklappe ausgibt. Dies ist normalerweise eine 5-Volt-Leitung.

Warum ruckelt mein Motor? Ein Blick auf den Betrieb von Hall-Sensoren.

Das ist ein Problem, das ich sehr oft sehe. Man betätigt den Gashebel, und der Gleichstrommotor zuckt oder ruckelt einfach. Er versucht sich zu bewegen, aber er kann nicht richtig drehen. Das ist fast immer ein Problem mit den Sensoren im Motor. Sie heißen Halle Effektsensoren, oder einfach Halle Sensoren. Ein bürstenloser Gleichstrommotor muss seine eigene Position kennen, damit er sich in die richtige Richtung dreht. Das ist die Aufgabe der Hall-Sensoren.

Man kann sich das so vorstellen: Das Steuergerät muss wissen, welche der dreiphasigen Leitungen es zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Strom versorgen soll. Die Hall-Sensoren sind wie Augen für die Steuerung. Sie sagen ihm, wo sich der Rotor des Motors befindet. Wenn einer dieser Sensoren nicht funktioniert oder ein Kabel nicht richtig angeschlossen ist, weiß das Steuergerät nicht, was es tun soll. Er schickt zur falschen Zeit Strom an den falschen Draht. Das führt dazu, dass der Motor gegen sich selbst arbeitet. Das ist der Grund, warum er sich ruckartig bewegt. Ein schlechtes Hallsensorsignal ist eine sehr häufige Ursache dafür, dass ein Motor nicht richtig funktioniert.

Wie lässt sich ein Hall-Sensor am einfachsten testen?

Das Testen der Hall-Sensoren mag schwierig erscheinen, ist es aber nicht. Die Hall-Sensoren haben einen eigenen Stecker, normalerweise mit fünf oder sechs kleinen Drähten. Zwei dieser Drähte sind für die Stromversorgung (normalerweise ein roter und ein schwarzer Draht). Die anderen drei Drähte senden Signale (oft gelb, grün und blau). Das Steuergerät sendet 5 Volt, um die Hall-Sensoren mit Strom zu versorgen. Dann senden die Sensoren ein Signal an die Steuerung zurück.

Um sie zu testen, können Sie Ihr Multimeter verwenden.

1. Verbinden Sie die schwarze Spitze Ihres Multimeters mit dem Erdungskabel des Hall-Sensors (das ist normalerweise das schwarze Kabel).
2. Verbinden Sie die rote Spitze Ihres Multimeters mit einem der Hall-Signaldrähte (z. B. dem gelben).
3. Schalten Sie Ihr System ein. Sie sollten entweder 0 Volt oder eine Zahl nahe 5 Volt anzeigen.
4. Drehen Sie nun den bldc-Motor ganz langsam von Hand. Während Sie ihn drehen, sollte die Spannungsanzeige von 0 auf 5 Volt und wieder zurück springen.

Sie müssen diesen Test für alle drei Signalkabel durchführen. Die folgende Tabelle zeigt Ihnen, worauf Sie achten müssen.

Wenn einer der Drähte bei 0 oder 5 Volt bleibt und sich nicht ändert, wenn Sie den Motor drehen, haben Sie das Problem gefunden. Es ist wahrscheinlich eine schlechte Halle Sensor im Inneren des Motors.

Könnte ein defektes Phasenkabel den Motor daran hindern, richtig zu funktionieren?

Die großen, dicken Drähte, die vom Steuergerät zum bldc-Motor führen, werden Phasendrähte genannt. Normalerweise gibt es drei davon. Diese Drähte führen den Strom, der den Motor antreibt. Wenn einer dieser Drähte einen schlechten Anschluss hat, funktioniert der Motor nicht richtig. Der Motor könnte ruckeln, mit sehr geringer Kraft laufen oder ein lautes Brummen von sich geben.

Ich erinnere mich, dass ich einmal ein Elektrofahrrad gebaut habe. Der Motor fühlte sich sehr schwach an. Er drehte sich zwar, aber ich konnte ihn mit der Hand anhalten. Ich habe alles überprüft. Es stellte sich heraus, dass einer der Stecker für ein Phasenkabel locker war. Die Verbindung hatte kaum Kontakt. Sobald ich ihn richtig anschloss, hatte der Motor wieder seine ganze Kraft. Ein schlechter Phasenkabelanschluss bedeutet, dass der Motor nicht den Strom bekommt, den er für eine gute Leistung braucht. Betrieb.

So suchen Sie nach einem Phasenkabelproblem am Steuergerät.

Die Überprüfung der Phasendrähte ist nicht schwer. Schauen Sie sie sich zunächst einfach an. Sehen Sie sich die Stecker zwischen dem Steuergerät und dem Motor an. Sind sie fest angeschlossen? Sehen Sie schwarze Brandspuren oder geschmolzenes Plastik? Eine schlechte Verbindung kann eine Menge Hitze erzeugen. Wenn alles in Ordnung zu sein scheint, können Sie einen schnellen Widerstandstest mit Ihrem Multimeter durchführen.

Ziehen Sie die Phasendrähte vom Steuergerät ab. Stellen Sie Ihr Multimeter auf die niedrigste Einstellung für den Widerstand (Ohm). Prüfen Sie den Widerstand zwischen jedem Paar Phasendrähte, die vom Motor kommen. Prüfen Sie zum Beispiel den Widerstand zwischen dem gelben und dem grünen Kabel. Prüfen Sie dann den Widerstand zwischen den gelben und blauen Drähten. Prüfen Sie dann die Verbindung zwischen dem grünen und dem blauen Kabel. Die angezeigten Werte sollten sehr niedrig sein. Sie sollten auch sehr nahe beieinander liegen. Wenn eine Zahl viel höher ist oder wenn keine Verbindung besteht, ist wahrscheinlich ein Draht gebrochen oder ein Teil im Inneren des Motors defekt. Dies zeigt Ihnen, dass das Problem beim Motor liegt, nicht bei der Controller.

Mein Controller wird zu heiß. Was sollte ich tun?

Es ist normal, dass sich ein Motorsteuergerät warm anfühlt, wenn es in Betrieb ist. Wenn er aber so heiß wird, dass man ihn nicht mehr anfassen kann, gibt es ein Problem. Ein Controller, der zu heiß wird, ist ein Zeichen dafür, dass er zu hart arbeitet. Das kann dazu führen, dass er früher aufhört zu arbeiten oder ganz kaputt geht. Als Erstes sollten Sie prüfen, ob der Regler die richtige Größe für Ihren bldc-Motor hat. Ein kleines Steuergerät, das einen großen Motor ansteuern soll, wird immer heiß werden.

Ein weiterer häufiger Grund für einen überhitzten Regler ist zu viel Arbeit. Versuchen Sie, mit einem Elektroroller einen sehr großen Hügel hinaufzufahren? Benutzen Sie den Motor lange Zeit mit einer sehr hohen Leistung? Das kann dazu führen, dass sowohl der Motor als auch das Steuergerät zu heiß werden. Vergewissern Sie sich, dass das Steuergerät von Luft umströmt wird, damit es sich abkühlen kann. Wenn er sich in einem Gehäuse befindet, in das keine Luft ein- oder ausströmen kann, kann er die Wärme, die er erzeugt, nicht loswerden.

Ist es der BLDC-Motor oder der Regler, der die Wärme erzeugt?

Manchmal ist es schwierig herauszufinden, woher die Hitze kommt. Verbraucht der bldc-Motor zu viel Strom und macht den Regler heiß? Oder gibt es ein Problem mit dem Steuergerät selbst, das es heiß werden lässt? Eine gute Möglichkeit, dies zu überprüfen, besteht darin, den Motor laufen zu lassen, ohne dass etwas an ihm befestigt ist. Das heißt, Sie sollten die Kette von Ihrem Fahrrad oder den Propeller von Ihrer Drohne abnehmen.

Lassen Sie den Motor ein oder zwei Minuten lang laufen, ohne dass etwas angeschlossen ist. Wenn der Regler immer noch sehr heiß wird, liegt das Problem wahrscheinlich im Inneren des Reglers. Es könnte sich um ein defektes Teil handeln, das einen zusätzlichen Widerstand erzeugt. Wenn der Regler jedoch kühl bleibt, wenn nichts angeschlossen ist, und dann heiß wird, wenn Sie ihn anschließen, liegt das Problem wahrscheinlich in der Arbeit, die er verrichtet. Der Motor könnte für die Aufgabe zu klein sein, oder es könnte etwas reiben, so dass der Motor härter arbeitet. Mit diesem einfachen Test können Sie feststellen, ob Sie einen neuen Controller oder wenn Sie Ihren Motor und die mit ihm verbundenen Teile überprüfen müssen.

Mein Motor dreht sich in die falsche Richtung! Ein einfacher Controller Fix.

Das ist mein Lieblingsproblem, weil es normalerweise am einfachsten zu beheben ist. Man schließt alles an, betätigt den Gashebel, und das Rad dreht sich in die falsche Richtung. Das kann bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor sehr häufig vorkommen. Machen Sie sich keine Sorgen. Sie haben Ihren Regler nicht kaputt gemacht. Sie brauchen keinen neuen zu kaufen. Die Reparatur ist fast immer sehr einfach.

Die Drehrichtung eines Drehstrommotors hängt von der Reihenfolge der Phasendrähte und der Hallsensordrähte ab. Um den Motor in die andere Richtung zu drehen, müssen Sie nur einige Drähte vertauschen.

• Schritt 1: Tauschen Sie zwei beliebige der drei großen Phasendrähte. Tauschen Sie z. B. das grüne und das gelbe Kabel, die zwischen dem Steuergerät und dem Motor verlaufen.
• Schritt 2: Jetzt müssen Sie auch die beiden Hall-Sensor-Drähte mit denselben Farben vertauschen. Wenn Sie die grünen und gelben Phasendrähte vertauscht haben, müssen Sie auch die grünen und gelben Hallsensordrähte vertauschen.

Das ist alles, was Sie tun müssen. Wenn Sie die beiden Drähte vertauschen, ändern Sie die Drehrichtung des Motors, und er wird immer noch richtig funktionieren. Ihr Motor hat jetzt einen gleichmäßigen Betrieb und wird sich in die richtige Richtung drehen.

Wann sollte ich mir einen neuen Controller zulegen?

Ich versuche immer, Dinge zu reparieren, bevor ich neue kaufe. Aber manchmal ist ein Controller einfach zu kaputt, um repariert zu werden. Wenn du alle Schritte, die ich beschrieben habe, ausprobiert hast und immer noch Probleme hast, ist es vielleicht Zeit für einen neuen Controller. Es gibt ein paar sehr deutliche Anzeichen dafür, dass ein Controller völlig kaputt ist.

Wenn Sie Rauch aus dem Steuergerät kommen sehen oder riechen, ist es fertig. Das bedeutet in der Regel, dass ein wichtiges Bauteil im Inneren, ein so genannter MOSFET, durchgebrannt ist. Wenn das Gehäuse des Steuergeräts geschmolzen oder herausgedrückt aussieht, ist das ein weiteres sehr schlechtes Zeichen. Wenn Sie sich vergewissert haben, dass eine gute Batteriespannung in das Steuergerät fließt, aber nichts herauskommt - keine 5 Volt für die Sensoren, kein Strom für die Phasendrähte - dann ist wahrscheinlich das Hauptteil des Steuergeräts kaputt. Wenn so etwas passiert, ist es am besten und sichersten, ein neues Steuergerät zu kaufen.

Wichtige Dinge zu beachten:

• Kein Strom? Überprüfen Sie immer zuerst die Batterie, die Sicherungen und die Kabel, bevor Sie denken, dass das Steuergerät das Problem ist.
• Motorische Idioten? Das Problem liegt wahrscheinlich an einem Hall-Sensor im Motor oder an einem seiner Drähte.
• Schwache Leistung? Suchen Sie nach einem losen oder verbrannten Stecker an einem der drei dicken Phasendrähte.
• Wird es zu heiß? Vergewissern Sie sich, dass Ihr Steuergerät groß genug für Ihren Motor ist. Stellen Sie sicher, dass er von Luft umgeben ist, damit er kühl bleibt. Eine hohe Temperatur ist ein Warnzeichen.
• Falsche Richtung? Tauschen Sie einfach zwei beliebige Phasendrähte und die beiden dazugehörigen Hall-Sensor-Drähte.
• Riechen Sie Rauch? Wenn Sie sehen oder riechen, dass etwas am Steuergerät brennt, brauchen Sie ein neues Gerät. Versuchen Sie nicht, ihn wieder zu verwenden.