Trennen Sie immer zuerst die Stromversorgung, bevor Sie irgendwelche Inspektionsarbeiten durchführen. Prüfen Sie genau die Bürsten – wenn diese auf weniger als etwa ein Viertel ihrer ursprünglichen Länge abgenutzt sind, müssen sie sofort ausgetauscht werden. Werfen Sie auch einen genauen Blick auf den Kollektor. Gibt es Vertiefungen? Kratzer? Segmente, die nicht richtig ausgerichtet sind? Das sind Warnsignale. Wenn sich dunkle Kohlenstoffablagerungen auf Oberflächen bilden, deutet dies normalerweise auf Lichtbogenbildung zwischen den Bauteilen hin, vermutlich weil die Bürsten verschlissen sind oder etwas nicht korrekt ausgerichtet ist. Um diese Ablagerungen zu entfernen, verwenden Sie einen elektrischen Kontaktreiniger und ein weiches Tuch (nichts Scheuerndes). Verwenden Sie niemals Schleifpapier oder andere scheuernde Materialien, da diese die empfindlichen Kupferflächen darunter beschädigen würden. Wenn diese Probleme ignoriert werden, nutzen sich die Bürsten weiter schneller ab, was zu verschiedenen Störungen führen kann, wie beispielsweise unerwartetem Stillstand des Motors oder unregelmäßigem Laufverhalten. Im schlimmsten Fall könnte das Gerät innen kurzschließen, in jenen kleinen 12v Gleichstrommotoren wir sehen oft.
Prüfen Sie das Motorgehäuse sorgfältig auf Anzeichen von Beschädigungen wie Rissen, Dellen oder Korrosionsstellen. Achten Sie besonders auf den Bereich um die Anschlüsse herum, da hier am häufigsten Wasser eindringen kann. Versuchen Sie, die Welle von Hand zu drehen. Wenn sich dabei ein körniges, rauhes Gefühl ergibt oder die Bewegung unrund ist, deutet dies wahrscheinlich darauf hin, dass die Lager verschlissen oder verunreinigt sind. Überprüfen Sie, wie stark die Welle axial (vor und zurück) und radial (seitlich) spielt. Ein Spiel von mehr als etwa einem halben Millimeter bedeutet, dass die Lager ihre Funktion nicht mehr ordnungsgemäß erfüllen und ersetzt werden müssen. Stellen Sie sicher, dass alle Befestigungsschrauben gemäß den Spezifikationen ausreichend fest angezogen sind. Prüfen Sie außerdem, ob Vibrationsdämpferpads verbaut sind – diese sollten noch in gutem Zustand sein und im Laufe der Zeit nicht plattgedrückt sein. Lose Halterungen führen zu Fehlausrichtungen, wodurch zusätzliche Belastung sowohl auf die Lager als auch auf die Bürsten wirkt. Dies ist besonders bei kleinen 12-Volt-DC-Motoren wichtig, da diese nur eine geringe Toleranz gegenüber Fehlern haben. Korrosion an den Anschlüssen erhöht den Übergangswiderstand, was dazu führt, dass eine niedrigere Spannung an den Komponenten ankommt, und verursacht während des Motorbetriebs Hotspots.
Zuerst einmal den Motor vollständig vom Strom trennen und sicherstellen, dass alle Kondensatoren ordnungsgemäß entladen sind. Nehmen Sie Ihr Multimeter und stellen Sie es auf Durchgangsprüfung. Berühren Sie die Prüfspitzen mit verschiedenen Anschlussdrähten. Wenn Sie einen Piepton hören, ist die gute Nachricht, dass die Schaltung intakt ist. Kein Ton bedeutet, dass wahrscheinlich eine Unterbrechung in der Wicklung oder eventuell eine lose Verbindung vorliegt. Überprüfen Sie nun den Wicklungswiderstand. Die meisten kleinen 12-V-DC-Motoren liegen zwischen 0,5 Ohm und 20 Ohm. Wenn die Messwerte um mehr als 15 % von den vom Hersteller angegebenen Werten abweichen oder wenn die Wicklungen bei separater Prüfung unterschiedliche Werte aufweisen, deutet dies normalerweise auf Probleme wie Teilkurzschlüsse, Unterbrechungen in der Verdrahtung oder Schäden durch Hitzeeinwirkung hin. Bei der Prüfung der Isolationsqualität schalten Sie Ihr Messgerät in den Hochwiderstandsbereich über 1 Megaohm. Legen Sie eine Prüfspitze an einen Anschluss und die andere gegen das metallene Gehäuseteil des Motors. Ein Messwert unter 1 Megaohm bedeutet, dass die Isolierung ihre Funktion nicht mehr erfüllt, was zu gefährlichen Stromschlägen oder unerwarteten Kurzschlüssen führen kann. Laut Branchenberichten gehen etwa 50 % der vorzeitigen Ausfälle dieser Motoren auf Probleme mit den Wicklungen selbst oder auf eine zeitbedingte Alterung der Isolierung zurück.
Ein Unterbruch zeigt sich als unendlicher Widerstand (OL) beim Durchgangstest. Kurzgeschlossene Wicklungen äußern sich als nahezu null Ohm Widerstand zwischen den Anschlüssen – oft begleitet von Überhitzung oder ausgelösten Schutzgeräten. Zur Diagnose von Erdschlüssen führen Sie einen Drei-Punkt-Isolationsprüfung durch:
Die Überprüfung, wie sich Geräte während des tatsächlichen Betriebs verhalten, liefert ein weitaus besseres Bild über ihren Zustand als die bloße Betrachtung statischer Messwerte. Beginnen Sie mit der Prüfung von Leerlaufmessungen. Intakte Geräte ziehen normalerweise etwa 0,1 bis 0,5 Ampere und halten dabei ihre Drehzahl ziemlich konstant, wobei sie innerhalb von etwa 10 % des auf dem Datenblatt angegebenen Wertes bleiben. Als Nächstes werden schrittweise kontrollierte Lasten angelegt, entweder mithilfe eines Dynamometers oder eines kalibrierten Bremssystems, während gleichzeitig auf Abfälle in der Klemmenspannung geachtet wird. Wenn unter Last ein Spannungsabfall von mehr als einem halben Volt auftritt, deutet dies oft darauf hin, dass etwas im Inneren nicht mehr richtig funktioniert, beispielsweise abgenutzte Bürsten, Korrosionsstellen an den Verbindungen oder Probleme mit den Wicklungen selbst. Achten Sie auch auf den Stromverbrauch. Kleine 12-V-Gleichstrommotoren zeigen im Allgemeinen eine lineare Beziehung zwischen dem aufgebrachten Drehmoment und dem gezogenen Strom. Nehmen Sie als Beispiel einen Motor mit einer Nennleistung von 5 Ampere bei voller Belastung: Bei 70 % Leistung sollte er etwa 3,5 Ampere ziehen. Vergessen Sie nicht, die Drehzahlgängigkeit mit einem berührungslosen Drehzahlmesser zu prüfen. Wenn die Drehzahlen um mehr als 15 % schwanken, weist dies typischerweise auf Probleme am Kommutator durch Abnutzung, ungleichen Bürstendruck auf der Oberfläche oder unsymmetrische Wicklungen im Motor hin.
Wenn Motoren plötzlich deutlich mehr Strom ziehen oder blockieren, obwohl nur geringe Last auf ihnen lastet, liegt in der Regel ein mechanisches oder elektrisches Problem im Inneren vor. Blockierungen entstehen aus verschiedenen Gründen, wie verbogene Wellen, festsitzende Lager oder Ablagerungen, die sich im Getriebe verfangen, und verursachen Stromspitzen, die weit über normale Werte ansteigen (z. B. über 7,5 Ampere bei einem Standard-5-Ampere-Motor). Wenn ein Motor trotz geringer Belastung blockiert, ist die Ankerwicklung wahrscheinlich beschädigt. Bei den kleinen 12-Volt-Motoren, die heutzutage überall verbaut sind, kann eine beschädigte Ankerwicklung die Effizienz um 40 bis 60 Prozent verringern, was sich in einem deutlich schwächeren Drehmoment äußert, als eigentlich zu erwarten wäre. Achten Sie darauf, wenn der Motor mehr als etwa 80 Prozent seines normalen Stroms verbraucht, aber nur die Hälfte des erwarteten Drehmoments liefert – dies deutet oft auf Probleme wie Kohleablagerungen, beschädigte Isolierung oder falsch ausgerichtete Bürsten hin. Beobachten Sie auch die Temperaturentwicklung bei längerer Betriebszeit. Motoren, die dauerhaft heißer als etwa 65 Grad Celsius laufen, verschleißen ihre Bürsten schneller und beschädigen letztendlich die Isolierung. Ein langsamer Leistungsabfall resultiert meist aus dem allmählichen Verschleiß der Bürsten über die Zeit. Doch wenn der Motor unvorhersehbar zu reagieren beginnt – beispielsweise die Drehzahl schwankt oder er zufällig stoppt und wieder startet –, ist dies ein deutliches Zeichen für Lichtbogenbildung am Kommutator oder dafür, dass einzelne Segmente tatsächlich abgebrochen sind.
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