|
|
Het testen van elektromotorenUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
De elektromotorEen elektromotor 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. Kort gezegd: een elektromotor is een elektro-mechanische aandrijver. Op howstuffworks.com is uitgebeeld hoe een elektromotor werkt. In de modeltreinwereld komen drie hoofdtypen elektromotor voor; De motor met permanente magneet
De motor met permanente magneet (hierna te noemen magneet) is een gelijkstroommotor (DC-motor) en bestaat uit een rotor (ook wel anker genoemd), die 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. De rotor bestaat uit lamellen van dun blik (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. 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 kunststofstrip 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. Daarna wordt de collector (ook wel commutator genoemd) geïsoleerd op de as vastgezet. De collector-lamellen moeten een bepaalde stand hebben t.o.v. de spoelopeningen 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 vaste pool al weer een stukje gepasseerd is (zie: afbeelding 01, fig. 6), Het is vergelijkbaar met de voorontsteking van een automotor. Het geheel van as, blikpakket, spoelen en collector noemt men de "rotor" of het "anker".
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
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 motorDe borstelloze DC-motor (Brushless DC-motor) bestaat uit een metalen rotor die magnetisch is (dus met twee of meer Noord- en Zuid-polen). Rondom 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 die 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-elektronica. Wat dit betreft lijkt de borstelloze motor op een stappenmotor. Het testen van een elektromotorHet testen is te doen met een multimeter, een led met serieweerstand, een gloeilampje of een zoemer. Het testen kan plaatsvinden in de loc/het treinstel, mits eerst de decoderstekker uit de NEM-plug wordt gehaald of de draden naar de elektromotor (=de koolborstel-aansluitingen) worden losgemaakt. Dit kan onnodige demontage van de motor voorkomen, want het zou best kunnen dat het vermeende "motorprobleem" aan de sleepcontacten (stroomafnemers) bij de wielen ligt. De motor moet worden afgekoppeld omdat anders de kans bestaat dat een eventuele decoder onherstelbaar beschadigd raakt en/of dat de verlichting ook "meegemeten" wordt en daardoor een foutieve meting ontstaat.
Testen met een multimeterZet de multimeter op "Ohm" of "Ω" en kies het laagste weerstandsbereik (met een zogenaamde autoranging multimeter hoeft dit niet, die stelt automatisch het juiste weerstandsbereik in). Sluit hierna de meetpennen aan (het beste is het om hiervoor zogenaamde krokodilklemmen te gebruiken) op de koolborstel-aansluitingen van de motor. Voor de verdere gang van zaken, zie De testprocedure. Testen met een lampje, led of piëzozoemerDoor een lampje, led of piëzozoemer tussen de batterij (of voeding) en de motor te schakelen, is er een indicatie van de toestand van de motor (zie: afbeeldingen 05 t/m 07). Voor het voeden van de schakeling kan een 9-Volts blokbatterij gebruikt worden, of een voeding die bijv. 12 Volt DC levert. Sommige multimeters hebben een ingebouwde zoemer voor continuïteitsmetingen, deze stand is ook te gebruiken. Het testen met een lampje of een led
Sluit een lamje of led aan volgens afbeelding 05 of 06. Bij een lampje van 6 Volt en gebruik makend van een 9 Volt batterij, moet een serieweerstand (R1) worden gebruikt van 47 ohm. De waarde van R1 voor een led kan berekend worden in het artikel Minimale led serieweerstand berekenen. Het testen met een piëzozoemer
Suit de zoemer aan volgens afbeelding 07 voor het testen van een elektromotor m.b.v. een piëzozoemer. R1 kan eventueel toegevoegd worden als de zoemer teveel geluid produceert. Een waarde van 330 ohm voor R1 zal het geluid al behoorlijk smoren. Neem een hogere waarde als het volume dan nog te hoog is. De testprocedureHet is handig om vóór het testen met een viltstift (fijnschrijver) een puntje of streepje op het tandwiel/de worm te zetten. Dan is duidelijk te zien in welke positie de as zich bevindt.
Vette koolborstelsWanneer is geconstateert dat de koolborstels vettig zijn geworden door olie, dan moeten de koolborstels zonder meer worden vervangen door nieuwe. Vette koolborstels uitwendig schoonmaken helpt niet, want de olie is diep in het poreuze materiaal opgezogen en die ingedrongen olie komt er nooit meer uit. Die olie zorgt er ook voor dat er een soort isolatielaagje op de commutator aanwezig is, waardoor het contact tussen de koolborstels en de collectorlamellen slechter wordt. Hierdoor ontstaat extra vonkvorming en slijten de koolborstels en de commutator eerder dan gewenst. Schoonmaken van de collectorWanneer de collector (=de commutator) vettig/vervuild is, dient deze schoongemaakt te worden. Doe dit met een wattenstaafje gedrenkt in wasbenzine. Maak daarna de groeven (spleten) tussen de lamellen schoon (=uitkrabben) met een houten of kunststof satéprikker. Gebruik hier NOOIT een metalen voorwerp voor, want dan ontstaan bramen aan de lamellen. Door deze bramen zullen de koolborstels veel sneller slijten. Eventueel kunnen krasjes op de lamellen nog worden weggepolijst met een glasvezelpotlood. Laat de motor daarna minstens een halfuur drogen, om brandbare dampen kwijt te raken. Sluit pas daarna de voedingsspanning aan, om te zien of de elektromotor goed werkt.
Meer informatie
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
