Überprüfung von Drehstromasynchronmotoren

Achtung!

Der folgende Beitrag richtet sich an den technisch interessieren Laien und soll keine Reparaturanleitung sein. Alle Arbeiten an sicherheitsrelevanten Elektronikteilen dürfen nur Elektrofachkräfte durchführen.

Die auf Grund ihrer robusten Bauweise am häufigsten eingesetzten Elektromotoren sind Drehstromasynchronmotoren. Ihre robuste Bauweise sorgt dafür, dass Asynchronmotoren als besonders wartungsarm gelten. Doch was ist zu tun, wenn sie doch mal ihren Dienst aufgeben.

Bevor wir uns diesem Thema widmen werden, wollen wir einmal auf die Gefahren die von 3 Phasenwechselstrom und unsachgemäße Reparaturen ausgehen können aufmerksam machen. Die Versorgung mit „Dreiphasenwechselstrom“, der auch als Drehstrom bekannt ist, hat einen wesentlichen Vorteil: trotz seines einfachen Aufbaus generieren Elektromotoren hohe Leistung (siehe dazu auch Beitrag Aufbau eines Elektromotors). Dies bedeutet jedoch, dass jeder, der an mit Drehstrom betriebenen Motoren arbeitet, größte Vorsicht walten lassen muss. Es besteht Lebensgefahr! Die Spannung von Dreiphasenwechselstrom liegt in der Regel bei 400 V, die für Menschen tödlich ist. Aus dem Grunde sollte eine Reparatur oder Prüfung nur von ausgebildeten Fachkräften durchgeführt werden. Bei unsachgemäßen Reparaturen oder Veränderungen besteht Lebensgefahr für jeden, der mit dem Motor arbeitet. Außerdem besteht eine erhöhte Brandgefahr. In jedem Fall gilt: Wenn Sie Arbeiten an einen Drehstrommotor durchführen, befolgen sie die folgenden 5 Sicherheitsregeln:

1. Freischalten: Die Anlage allpolig vom Stromnetz trennen (Schutzschalter oder Hauptschalter abschalten)
2. Gegen Wiedereinschalten sichern: Ein irrtümliches Einschalten der Anlage muss verhindert werden (z.B. durch spezielle Schlösser)
3. Spannungsfreiheit feststellen: Mit einem geeigneten Messgerät (zweipoliger Spannungsprüfer) muss die Spannungsfreiheit allpolig festgestellt werden.
4. Erden und kurzschließen (ab 1000V-Anlagen): Alle Leiter müssen mit geeigneten Werkzeugen kurzgeschlossen und geerdet werden, um ein Auslösen der vorgeschalteten Sicherheitseinrichtung (bei irrtümlichem Einschalten) zu verursachen.
5. Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken (ab 1000V-Anlagen): Benachbarte unter Spannung stehende Teile müssen gegen Berührung geschützt werden.

Drehstrommotor prüfen, Schritt 1 Sind die Spulen isoliert?

Ein Fachmann würde als erstes überprüfen, ob die Spulen korrekt isoliert sind, also, dass die Spulen keine elektrische Verbindung zum Gehäuse haben. Dazu werden von Experten spezielle Isolationsmessgeräte verwendet. Wer allerdings nur ein digitales oder analoges Multimeter oder ein Durchgangsmessgerät zur Hand hat, kann aber auch damit bereits die ersten Fehler messen.

Dazu misst man im höchsten Messbereich des Messgerätes in der Funktion Durchgangsmessung. Eine Prüfleitung des Messgeräts wird dabei an den Kontakt im Motoranschlusskasten gelegt, die andere Messleitung wird mit dem Gehäuse verbunden. Ein wünschenswertes Ergebnis wäre es, wenn das Messgerät nichts anzeigt, also keinen Durchgang. Wird hingegen Durchgang angezeigt, heißt das, dass eine elektrische Verbindung zwischen Gehäuse und Spulen besteht. In diesem Fall wäre die Isolation der Spulen defekt. Sollte dieser Fall auftreten, sollte der Motor von einem Fachmann Instand gesetzt werden. Zeigt das Messgerät nichts an heißt das aber nicht, dass der Motor in Ordnung ist, es wären weitere Tests notwendig.

Liegt ein Schaden innerhalb der Spule vor?

Gab es im vorherigen Schritt keinen Hinweis auf einen Isolationsfehler, dann sollten als nächstes die Wiederstände der Spulen gemessen werden. Das Messen der Wiederstände kann mit einem normalen Multimeter erfolgen. Hierbei sollten die Wiederständer der Spulen in etwa identisch sein. Eine geringe Abweichung von drei bis vier Prozent ist in Ordnung, da der Widerstand von der Windungszahl abhängig ist und selbst maschinell gewickelte Spulen weisen durchaus eine Windung mehr oder weniger auf.

Bevor gemessen werden kann müssen die Brücken, die für eine Dreieck- oder Stern- Schaltung eingelegt sind, vom Klemmbrett entfernt werden. Stellen sie fest, dass sich ein deutlicher Unterschied zwischen den einzelnen Spulen ergibt, dann liegt ein Schaden in der Spule vor. Sollte dieser Fall eintreten, ist ein Fachmann zu Rate zu ziehen.

Das gerade beschrieben Messverfahren mit eine handelsüblichem Multimeter ist allerdings nur bis Leistungen von in etwa 5,5 kW möglich. Bei größeren Motoren wird der Wiederstand der Spule zu klein um ihn mit einem solchen Messgerät zu messen. Haben Sie einen solchen Motor muss ein Fachmann mit einem speziellem Messgerät übernehmen.

Sind Lager, Lüfter und Steuerelektronik defekt?

Wenn Sie ein Elektromotor prüfen gibt es nicht nur die Wicklung die geprüft werden muss. Sie sollten sich auf jeden Fall auch die Lager sowie den Lüfter und die Lüfterhaube anschauen. Ist zum Beispiel das Lüftungsgitter stark verschmutzt so besteht die Gefahr, dass der Motor zu warm wird. Ein häufiger Ausfallgrund für Asynchronmotoren ist ein Lagerschaden. Prüfen Sie also die Lager auf ihre Gängigkeit und Spiel. Auch ein Blick auf die Sicherungen und die Steuerelektronik kann sich lohnen. Mit entsprechendem Messwerkzeug und Fachwissen können Sie feststellen, ob zum Beispiel eine Sicherung oder ein Schütz defekt ist. Bei der gesamten Prüfung eines Drehstrommotors gilt: Vertrauen Sie ihren Sinnen. Riecht etwas verschmort, schleift etwas oder sieht nicht korrekt aus, liegt vielleicht ein ernster Defekt vor. Dann holen Sie sich auf jeden Fall ein Fachmann zu Hilfe.