Een armatuur testen met een multimeter (de duidelijke, no-nonsense gids)

Als je boormachine, stofzuiger of zaag geen koppel meer heeft, meer vonkt dan normaal of er gewoon mee ophoudt, kan het armatuur de boosdoener zijn. Het goede nieuws: je kunt de meeste problemen met het anker diagnosticeren met een multimeter en een paar eenvoudige controles-geen duur apparaat nodig.

Hieronder staat de methode die ik in het veld gebruik om snel te bevestigen of een armatuur gezond, grensgeval of slecht is. Het is praktisch, stap-voor-stap en ontworpen om je te helpen de veelvoorkomende valkuilen te vermijden die mensen laten struikelen.

TL;DR (Snel aan de slag)

• Haal de stekker uit het stopcontact en verwijder het anker.
• Reinig de commutator en nummer de staven.
• Controleer op:
  • Gelijkmatige lage weerstand tussen aangrenzende staven (binnen ongeveer 10% van elkaar).
  • Geen continuïteit (open circuit) tussen een staaf en de as/kern (d.w.z. niet kortgesloten met massa).
  • Geen openingen tussen aangrenzende balken.
• Als een of meer metingen aanzienlijk afwijken of als je continuïteit met de as vindt, is het anker slecht.

Wat testen we precies?

Een anker (in gelijkstroom- en universele motoren) is het roterende deel met een koperen commutator. Wikkelingen zijn verbonden met segmenten van de commutator ("staven"). Borstels rijden op de commutator om stroom naar de spoelen te voeren. Een gezond anker heeft:

• Zeer lage, consistente weerstand tussen aangrenzende commutatorstaven.
• Geen elektrische verbinding tussen een commutatorstaaf en de as/lamellen (de ijzeren kern).
• Een glad, schoon oppervlak van de commutator en intacte mica ondersnijding.

Opmerking: Inductiemotoren (zoals veel AC-ventilatormotoren) hebben geen commutator en worden niet op deze manier getest.

Veiligheid eerst

• Haal de stekker uit het stopcontact en verwijder de batterij. Laat condensatoren ontladen.
• Verwijder het anker van het gereedschap om het te isoleren van de veldwikkelingen en de elektronica.
• Draag oogbescherming; koperstof en -spanen zijn geen grapje.
• Laat het anker niet draaien met externe voeding tenzij je weet wat je doet.

Gereedschap dat je nodig hebt

• Digitale multimeter (DMM) met een betrouwbaar bereik van lage ohm en continuïteits-/pieptoonfunctie
• Scherpe punt sondes of krokodillenklemmen; Kelvin-klemmen als je die hebt
• Scotch-Brite of zeer fijn schuurpapier (korrel 600-1000) voor het reinigen van de commutator
• Isopropylalcohol en pluisvrije doekjes
• Een fijne marker om segmenten te nummeren
• Optioneel maar geweldig: een bankvoeding met stroombegrenzing (0,5-2 A), een micrometer, een loep

Pro tip: Als je DMM een relatieve/nulfunctie heeft, gebruik deze dan om de weerstand van de sonde en het meetsnoer op te heffen.

Het anker voorbereiden

1. Reinig de commutator: Licht polijsten met fijn schuurmiddel, afvegen met alcohol. Gutst niet in het koper.
2. Inspecteer de commutator:
   • Kijk naar donker, gelijkmatig gekleurd koper. Diepe brandplekken, verhoogde segmenten of zware groeven zijn rode vlaggen.
   • Controleer de mica ondersnijding (de isolerende groef tussen de staven). Deze moet iets onder het koperoppervlak zitten.
3. Nummer de staven: Zet een klein stipje met markeerstift op staaf 1 en nummer dan rond de omtrek. Dit maakt het interpreteren van metingen veel eenvoudiger.

De testen (in volgorde)

1) Visuele en mechanische controle

• Commutator moet rond zijn, zonder losse of opgetilde staven.
• De wikkelingen mogen niet verkoold of uitgeslingerd raken door de middelpuntvliedende kracht.
• De as moet recht zijn; de lagers moeten soepel draaien.

Als het hier faalt (gebarsten of opgelichte stangen, zwaar verbrande comm), zal de meter alleen bevestigen wat je al ziet.

2) Snelle continuïteit tussen aangrenzende balken

• Meter: Continuïteit/piepmodus of laagohmig.
• Plaats de ene taster op staaf 1, de andere op staaf 2 (aangrenzend). Beweeg rond de commutator: staaf 2-3, 3-4, enz.

Wat je kunt verwachten:

• Je zou continuïteit (lage weerstand) moeten krijgen tussen elk paar aangrenzende staafjes.
• Geen aflezing (open circuit) tussen twee aangrenzende staafjes betekent meestal een open spoel.

Belangrijk: De piepmodus alleen is niet voldoende omdat de weerstand erg klein is en de piepdrempels grof zijn. Schakel nu over op ohm-meting.

3) Uniformiteit van de weerstand van staaf tot staaf (de meest veelzeggende test)

• Meter: Laagste ohms-bereik. Zet je draden indien mogelijk op nul (relatieve/nulknop).
• Meet de weerstand tussen elk aangrenzend paar staafjes helemaal rond (1-2, 2-3, ..., N-1-N, N-1).
• Noteer elke waarde.

Typische resultaten:

• De absolute weerstand zal erg laag zijn (vaak 0,1-2,0 Ω, afhankelijk van de grootte van de motor). Je meter geeft misschien maar een paar tienden van een ohm aan.
• De sleutel is uniformiteit. Alle meetwaarden moeten binnen ongeveer ±10% van elkaar liggen. Dichterbij is beter.

Hoe mislukkingen eruit zien:

• Eén paar veel lager dan de rest: waarschijnlijk een kortsluiting in die spoel.
• Eén paar veel hoger of open: kapotte spoel of kapotte verbinding bij de commutator.

Veldtip:

• Schrob de punten van de sondes een beetje op elke staaf om oxide te verwijderen. Slecht contact veroorzaakt foutieve "hoge" meetwaarden.
• Als je DMM moeite heeft met de nauwkeurigheid bij lage ohm, gebruik dan de onderstaande spanningsvalmethode.

4) Grondtest (staaf aan as/kern)

• Meter: Hoog ohms/megohms-bereik.
• Raak één sonde aan op de stalen as of de gelamineerde kern; raak met de andere sonde achtereenvolgens elke staaf van de commutator aan.

Verwacht:

• Open circuit (zeer hoge weerstand) op elke staaf. Geen enkel staafje mag meetbare continuïteit vertonen met de as/kern.

Als je continuïteit of een lage weerstand op de as ziet:

• De isolatie van de wikkeling is beschadigd. Dat is een geaard anker - vervangen of opnieuw wikkelen.

Opmerking: Een goede isolatietester (megohmmeter op 250-500 V) is hiervoor het beste, maar een DMM kan ook grove aarde detecteren.

5) Optioneel: Spanningsdalingsmethode voor betere gevoeligheid

Als je meter kleine ohm-verschillen niet nauwkeurig kan oplossen:

• Stel een voeding in op een veilige, lage spanning en begrens de stroom tot ~0,5-2 A (afhankelijk van de afmetingen van het anker).
• Sluit de voeding aan op twee naast elkaar liggende staven (1-2) en laat de stroom lopen.
• Meet de millivolts over dezelfde staafjes met je DMM.
• Verplaats de commutator en herhaal.

Interpretatie:

• Bij constante stroom is de spanningsval evenredig met de weerstand. Je wilt dezelfde millivoltval bij elk paar.
• Elk paar met een opvallend hogere of lagere daling duidt op een bobine-probleem.

Dit is in wezen een Kelvin-meting voor de armen en is veel gevoeliger dan ohms op veel handmeters.

Uw resultaten interpreteren

• Alle aangrenzende paren geven bijna dezelfde lage waarde aan; geen massa naar de as: Armatuur waarschijnlijk goed.
• Een of meer aangrenzende paren lezen significant laag af: Korte beurt(en).
• Een of meer aangrenzende paren lezen hoog of open: Kapotte spoel/verbinding.
• Elke staaf leest naar as/kern: Aardsluiting-afbreken of terugspoelen.

Vuistregel voor variatie:

• Motoren voor klein handgereedschap: streef naar minder dan ±10% variatie bar-to-bar.
• Grotere motoren kunnen iets meer verdragen, maar grote sprongen zijn nog steeds slecht nieuws.

Opmerking over de temperatuur: de weerstand neemt toe met de temperatuur. Vergelijk metingen bij dezelfde temperatuur.

Veelvoorkomende symptomen en wat ze meestal betekenen

• Overmatige vonken bij borstels:
  • Mogelijk kortgesloten bochten, veel mica in de commutator, vuile comm, versleten borstels, slechte lagers (die trillingen veroorzaken).
• Motor loopt zwak, wordt heet:
  • Kortgesloten bochten of geaarde wikkeling.
• Motor dood of intermitterend:
  • Open spoel, verbrande commutatorverbinding, versleten borstelveren, koolafzetting.

Vergeet de borstels en verzorging van de commutator niet

• Borstels: Controleer de lengte, veerspanning en vrijheid in de houder. Vervang ze als ze zijn afgebrokkeld, in olie zijn gedrenkt of te kort zijn.
• Zitting: Nieuwe borstels moeten mogelijk in de radius van de commutator zitten. Licht inlopen bij lage belasting indien van toepassing.
• Mica ondersnijding: Als het mica gelijk ligt met of trots is op het koper, kan het de borstels optillen en vonkvorming veroorzaken. Het moet lichtjes ondergesneden worden; hier bestaan speciale gereedschappen voor.
• Commutator schoonmaken: Licht afschuren met fijn schuurmiddel over de hele omtrek (niet puntsgewijs slijpen). Daarna altijd goed schoonmaken.

Opmerkingen voor gevorderden (als je nieuwsgierig bent)

• Grommeltjestest: De gouden standaard voor het opsporen van kortsluitingen tussen omwentelingen maakt gebruik van een magnetische growler en een stalen strip. Als je er een kunt krijgen (motorzaken hebben ze), kan het marginale kortsluitingen opsporen die eenvoudige ohm-tests missen.
• Overspanningstest: Professionele wikkelingstest die zwakke isolatie tussen wikkelingen opspoort - buiten het bereik van doe-het-zelvers.
• Wikkelpatronen: Schoot- vs. golfwikkelingen veranderen welke staven verbonden zijn door een spoel, maar de regel voor uniformiteit van aangrenzende staven markeert nog steeds de meeste fouten.

Scenario's voor probleemoplossing

1) Alle bar-to-bar metingen consistent, maar vonken nog steeds zwaar:

• Reinig en ondersnijd de commutator, inspecteer de lagers, controleer de borstelgraad en veerspanning, controleer de veldwikkelingen.

2) Er is maar één paar open:

• Controleer de aansluiting van die spoel op de commutator. Soms vind je een opgelichte of gebroken stijgbuis die door een specialist kan worden gerepareerd.

3) Lichte variatie, maar binnen 10%:

• Kan prima zijn. Als de prestaties slecht zijn, combineer dit dan met visuele tekenen (donkere hete plekken, ongelijkmatige borstelslijtage). Overweeg een krompassagetest als die beschikbaar is.

4) De massatest is mislukt (continuïteit tussen staaf en as):

• Isolatiestoring. Vervangen is meestal voordeliger dan opnieuw wikkelen bij kleine gereedschappen.

Repareren of vervangen?

• Klein handgereedschap: Een vervangend anker of een hele motor is meestal goedkoper dan opnieuw opwinden.
• Grotere industriële motoren: Herwikkelen en draaien/ondersnijden van de commutator door een gekwalificeerde werkplaats is haalbaar.
• Als de commutator slecht gegroefd of ovaal is, of als de spijlen zijn opgeheven, kan een draaibank de commutator herstellen, op voorwaarde dat de wikkelingen gezond zijn.

Preventieve tips om de levensduur van de armatuur te verlengen

• Houd stof buiten. Schurend stof vreet commutators en borstels aan.
• Vervang borstels voordat ze te kort worden. Het door elkaar gebruiken van verschillende soorten borstels kan vonken veroorzaken.
• Overbelast het gereedschap niet; hitte versnelt de afbraak van isolatie.
• Berg gereedschap droog op. Vocht nodigt uit tot corrosie en lekkage.

Checklist snelle referentie

• Schone commutator; nummerstaven.
• Continuïteit tussen elk aangrenzend paar? Ja = goed, Nee = open.
• Bar-to-bar weerstand uniform binnen ~10% rondom? Ja = goed; Nee = kort/open.
• Is er continuïteit van een staaf naar de as/ader? Ja = massa = slecht.
• Visueel: collector vlak, mica ondersneden, borstels gezond.

FAQs

V: Kan ik het anker testen zonder het te verwijderen?

• Niet betrouwbaar. Veldwikkelingen en andere aansluitingen maskeren de metingen. Verwijder deze voor een sluitende test.

V: Mijn meter piept altijd tussen twee maten. Is dat slecht?

• Niet noodzakelijkerwijs. De piepmodus treedt in werking bij relatief hoge weerstanden; ankerspoelen zijn zeer laag ohm en zullen altijd piepen. Gebruik het ohm-bereik en vergelijk de waarden.

V: Wat als mijn meter niet nauwkeurig is bij lage ohms?

• Gebruik de spanningsvalmethode met een stroombegrensde voeding, of een meter met een relatieve/nulfunctie, of neem de meter mee naar een winkel voor een gromtest.

V: Wat zijn typische weerstandswaarden?

• Vaak tienden van ohm tussen aangrenzende staafjes op kleine gereedschappen. Absolute waarden variëren sterk; het gaat om consistentie.

Als je de bovenstaande stappen volgt - reinigen, isoleren, weerstand naast de staaf vergelijken en controleren op aarding - kun je een anker met vertrouwen goed of slecht noemen. Bij twijfel of als de meetwaarden op een grens liggen, kan een motorzaak een piek- of piekspanningstest uitvoeren ter bevestiging.