Persoonlijke instellingen

Het testen van elektromotoren

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Versie door Fred (overleg | bijdragen) op 24 okt 2014 om 20:17
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom


De elektromotor

Wat is eigenlijk een elektromotor? Dat is een apparaat dat elektrische energie kan omzetten in mechanische energie, oftewel met een elektromotor kan men bewegingen opwekken en die beweging gebruiken om iets mee aan te drijven.
Wanneer u het heel kort wilt omschrijven is een elektromotor een elektro-mechanische aandrijver.

Op electronics.howstuffworks.com is prachtig uitgebeeld hoe een electromotor werkt (zie: 'Meer informatie'.

In de modeltreinwereld komen drie hoofd-typen motoren voor;

BLDC= Brushless Direct Current)


De motor met permanente magneet

Permanente-magneet-motor-01.gif
Afbeelding: 01
Motor met permanente magneet
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


De motor met permanente magneet (hierna te noemen magneet) is een DC-motor (gelijkstroommotor), en bestaat uit een rotor (ook wel anker genoemd), welke voorzien is van een aantal spoelen van dun koperdraad. Deze spoelen draaien in een magnetisch veld, dat opgewekt wordt door twee magneten. Daardoor is er aan de ene zijde van het anker een Noord-pool en aan de andere van het anker een Zuid-pool aanwezig.

De rotor bestaat uit blik-lamellen (zie: afbeelding 01, fig.1). Door een aantal van die lamellen op elkaar te stapelen ontstaat het blikpakket (zie: afbeelding 01, fig. 2). In dit blikpakket wordt een as gemonteerd (zie: afbeelding 01, fig.3) en d.m.v. lak of kit vastgezet. Daarna wordt de collector (ook wel commutator genoemd) geïsoleerd op de as gemonteerd, en d.m.v. lak of kit vastgezet. De collector-lamellen moeten een bepaalde stand hebben t.o.v. de spoel-openingen in het blikpakket. Hierdoor krijgt de spoel iets eerder spanning. Zou dit niet gedaan worden, dan komt er pas spanning op de spoel, als de motorpool de magnetische pool al weer een stukje gepasseerd is. Het is vergelijkbaar met de voorontsteking van een automotor.

Nu worden één voor één de spoelen in de openingen van de rotor gemonteerd (zie: afbeelding 01, fig. 4 en 5). Wanneer ze op hun plaats zitten, worden de spoelen d.m.v. lak of kit vastgezet. Ook wordt vaak een kunststof-strip tussen de spoelen en het blik geschoven (dus aan de buitenomtrek) om te voorkomen dat de koperen spoelen door de middelpuntvliedende kracht uit de openingen geslingerd worden.

Als laatste wordt de collector op de as gefixeerd (zie: afbeelding 01, fig. 6). De uiteinden van de koperen spoelen worden op zodanige wijze met de collector-lamellen verbonden dat iedere spoel op het juiste moment, via de koolborstels van spanning wordt voorzien. Het geheel van as, blikpakket, spoelen en collector noemt men de rotor of het anker.


Permanente-magneet-motor-02.gif
Afbeelding: 02
Motor met permanente magneet.
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Hier is een driepolige motor afgebeeld (zie: afbeelding 02), maar steeds meer motorproducenten gaan over op vijfpolige motoren. Dit vanwege het hogere rendement, en een veel beter draaigedrag bij lage toeren.
De collector voorziet de spoelen op zodanige wijze van spanning, dat telkens één pool van het anker aangetrokken wordt, en tegelijkertijd een andere pool afgestoten wordt. Dat veroorzaakt een draaiende beweging van de rotor.

De motor met magneetspoel (universeelmotor)

Universeel-motor-01.gif Universeel-motor-02.gif
Afbeelding: 03 Afbeelding: 04
Universeelmotor spanningloos. Universeelmotor bekrachtigd.
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

De motor met magneetspoel (ook universeelmotor genoemd, vanwege het feit dat hij op zowel AC als DC kan draaien), bestaat eveneens uit een rotor (anker) en een stator. De rotor is voorzien van een aantal koperen spoelen. Deze spoelen draaien in een magnetisch veld, dat opgewekt wordt door een magneetspoel. Deze magneetspoel moet gevoed worden met wisselspanning of gelijkspanning. Zonder die bekrachtigingsstroom kan de motor zijn werk niet doen. Het geheel van de beide polen en de vaste spoel noemt men de stator. Indien schakelaar S geopend is, dan is de stator niet magnetisch(zie afbeelding 03).

Zodra schakelaar S1 gesloten wordt, bouwt zich een magnetisch veld op aan de beide polen, en kan de motor gaan draaien(zie afbeelding 04)
(voor de duidelijkheid zijn hier de verbindingen naar de koolborstels en de anker-spoelen niet getekend, maar die zijn natuurlijk wel nodig voor de werking van de motor). De koolborstels zijn dus ook op + en - van de batterij aangesloten.


De borstelloze motor (brushless-motor of BLDC-motor)

  • De borstelloze motor (BLDC-motor) bestaat uit een metalen rotor, welke magnetisch is (dus voorzien van twee of meer Noord- en Zuid-polen). Rond-om deze rotor, of in de rotor (is afhankelijk van de fabrikant), zijn in de behuizing een drietal spoelen aangebracht. Deze spoelen worden elektronisch aangestuurd, via sensoren welke hun impulsen krijgen van de rotor. Doordat de spoelen één voor één ingeschakeld (bekrachtigd) worden, en één voor één weer uitgeschakeld worden, ontstaat een ronddraaiend magnetisch veld om (of in) de rotor. Hierdoor wordt de rotor in draaiende beweging gebracht. Een borstelloze motor dient dus altijd aangestuurd te worden met regel-electronica.


Het testen van een elektromotor

Het testen kan plaats vinden in de loc/treinstel, mits u eerst de draden naar de koolborstel-aansluitingen losmaakt, of de decodersteker uit de NEM-plug haalt. Dit kan onnodige demontage van de motor voorkomen, want het zou best kunnen dat het vermeende 'motorprobleem' aan de sleepcontacten (stroomafnemers) ligt.

Voor het testen van een elektromotor kunt u gebruik maken van een 9 Volt batterij of een voeding. Door een lampje, LED of Piëzozoemer tussen de batterij (of voeding) en de motor te schakelen, heeft u een indicatie van de toestand van de motor (zie: afbeeldingen 01 t/m 03).


Het testen met een lampje of een LED
Motortest-01.gif Motortest-02.gif
Afbeelding: 05 Afbeelding: 06
Testen van motor m.b.v. lamp. Testen van motor m.b.v. LED.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Een lampje of LED sluit u aan volgens afbeelding 05 of 06. Bij een lampje van 6 Volt en gebruik makend van een 9 Volt batterij, dient u een voorschakelweerstand (R1) toe te passen van 47 ohm.
Hoe u de waarde van R1 berekend bij toepassing van een LED, kunt u lezen in het artikel LED voorschakelweerstand berekenen (zie: 'Meer informatie').


Het testen m.b.v. piëzo zoemer
Motortest-03.gif
Afbeelding: 07
Testen van motor m.b.v. piëzo zoemer.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom


Voor het testen van een elektromotor m.b.v. een piëzo zoemer sluit u de zoemer aan volgens afbeelding 07.
R1 kan eventueel toegevoegd worden, wanneer de zoemer teveel geluid produceert. Een waarde van 330 ohm voor R1, zal het geluid al behoorlijk smoren. Wanneer het geluidsvolume dan nog te hoog is, neemt u 470 ohm of een hogere waarde.


De testprocedure

Sluit de motor aan op de testschakeling en verbindt daarna (d.m.v. een schakelaar) de batterij of voeding met de testschakeling.
Wanneer u nu heel langzaam aan de as van de motor draait, ziet u bij een goede motor de lamp/LED met regelmatige intervallen aan-en-uit gaan (bij de schakeling met Piëzo-zoemer hoort u toonhoogteverschillen). Dit aan-en-uit gaan dient bij een driepolige motor telkens op te treden, wanneer u de as omwenteling verder gedraaid hebt (bij een vijfpolige motor treed het verschijnsel na omwenteling op).
Het is daarbij handig om vòòr het testen, met een viltstift (fijnschrijver) een puntje of streepje op het tandwiel/de worm te zetten. Dan kunt u duidelijk zien in welke positie de as zich bevindt.

Ziet/hoort u tussentijds onregelmatige licht/geluids verschijnselen, dan duidt dit er op, dat de koolborstels matig/slecht contact maken met de collectorlamellen. Dit kan veroorzaakt worden door aangekoekte olie en/of stroef in de houders bewegende koolborstels. Schoonmaken van de koolborstelshouders/lamellen is dan de remedie.
Constateert u, dat er tijdens een groot gedeelte van de as-omwenteling, geen licht/geluid is, dan betekent dit, dat een wikkeling onderbroken is, of dat er een draad losgeraakt is, welke aan een collectorlamel bevestigd moet zijn. In beide bovenstaande gevallen betekent dit, dat u de motor (indien mogelijk) zult moeten demonteren, om te zien wat het probleem is.



Meer informatie

Encyclopedie:
Sjabloon:Link extern
Externe website:




Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie