Diagnose eines Motor-Controller-Paars: Methoden und Schlüsselpunkte*
Wenn ein BLDC-Motor nicht wie erwartet funktioniert — Klopfen, Drehmomentverlust, zufällige Ausfälle oder ungewöhnliche Erwärmung —, ist es wichtig, einen methodischen Diagnoseansatz zu verfolgen.
Das Motor-Controller-Paar bildet ein eng verbundenes System: Eine Anomalie bei einem wirkt sich oft auf das andere aus.
Hier sind die Schritte, die befolgt werden müssen, um die Ursachen von Fehlfunktionen effektiv zu identifizieren.
1. Auslesen der Fehlercodes des Controllers
Der erste Schritt besteht darin, den Controller abzufragen, um die gespeicherten Fehlercodes auszulesen.
Diese Informationen geben einen direkten Hinweis auf die Art des Problems:
Überspannung: DC-Bus-Spannung zu hoch (übermäßige Rückspeisung, volle Batterie, abruptes Bremsen).
Unterspannung: Batteriespannung zu niedrig (entladene Batterie, zu lange oder unzureichend dimensionierte Kabel).
Überstrom: Stromspitze über dem Limit (abrupter Start, teilweiser Kurzschluss, zu hohes Drehmoment).
Überhitzung: Temperatur des Controllers oder Motors über den Sicherheitsgrenzen (unzureichende Kühlung).
Sensorfehler: Inkonsistenz oder Fehlen von Hall-/Encoder-Signalen (schlechte Verkabelung, defekter Sensor, Rauschen).
Jeder Code muss im Kontext analysiert werden: Einige Fehler sind auf andere zurückzuführen (z. B. Überstrom aufgrund einer Phaseninversion).
2. Überprüfung der Systemtelemetrie
Moderne Controller bieten eine umfassende Telemetrie über serielle Verbindung, USB oder CAN-Bus.
Die Analyse dieser Werte ermöglicht es, bestimmte Hypothesen zu bestätigen oder auszuschließen:
Motorstrom: Konsistent mit der mechanischen Last?
Batteriespannung: Stabil unter Last? Übermäßiger Abfall bei Beschleunigungen?
Temperaturen: Motor, Leistungselektronik, Kühlkörper.
Geschwindigkeit und Sollwert: Übereinstimmung zwischen Befehl und tatsächlicher Reaktion.
Der Vergleich dieser Daten mit den erwarteten oder nominalen Werten ermöglicht es, schnell eine elektrische oder thermische Anomalie zu identifizieren.
3. Physikalische Messungen: Oszilloskop oder Stromzange
Wenn die Telemetrie nicht ausreicht, kann eine Überprüfung mit dem Oszilloskop oder der DC/AC-Stromzange verborgene Phänomene aufdecken:
Zu starke Stromwelligkeit → fehlerhafte Filterung oder PWM-Steuerung.
Rauschen oder Schwingungen auf der DC-Spannung → zu lange Verkabelung, alternde Kondensatoren.
Starke Spannungsabfälle bei Stromanforderungen → zu hoher Leitungswiderstand oder verschlechterte Verbindungen.
Diese Messungen helfen, ein rein elektrisches Problem von einem Software- oder Sensorproblem zu unterscheiden.
4. Häufige Probleme und ihre Symptome
| Problem | Beobachtbare Symptome | Wahrscheinliche Ursachen | Korrekturansätze |
| Phasen- oder Sensorinversion | Klopfen, Vibration, Motor startet nicht | U/V/W-Phasen oder Hall-Leitungen vertauscht | Verdrahtung und Schaltsequenz überprüfen |
| Überhitzung von Motor oder Controller | Ungeplante Stopps, Drehmomentabfall, thermischer Fehler | Schlechte Wärmeableitung, Montage auf isoliertem Chassis, fehlende Wärmeleitpaste | Montage, Belüftung, thermischen Kontakt überprüfen |
| CAN-Störungen | Kommunikationsverlust, fehlerhafte Frames, aktiver Watchdog | Schlechte Terminierung, ungeschirmtes Kabel, Masseschleife | 120-Ω-Widerstände, Abschirmung, Busführung überprüfen |
| Wackelkontakte / oxidierte Steckverbinder | Zufällige Fehler, Unterbrechungen, instabiler Strom | Schlecht angezogene Klemmen, Oxidation, Vibrationen | Anschlüsse nachziehen, reinigen, sichern |
| Unterspannung unter Last | Unmögliche Starts oder Ausfälle bei Beschleunigung | Schwache Batterie, zu kleiner Kabelquerschnitt | Stromversorgung prüfen, Spannungsbegrenzer kalibrieren |
5. Empfohlene Diagnosemethode
Gespeicherte Fehler im Controller abrufen.
Telemetrie im Betrieb beobachten (Strom, Spannung, Temperatur, Geschwindigkeit).
Daten mit den Nennwerten von Motor/Controller vergleichen.
Kritische Signale messen mit geeigneten Instrumenten, falls erforderlich.
Visuelle und mechanische Inspektion (Steckverbinder, Kabel, Befestigungen, Kühlkörper).
Dieser strukturierte Ansatz vermeidet unnötige Austausche und ermöglicht es oft, die Ursache des Problems schnell zu isolieren.
Fazit
Die Diagnose eines BLDC-Motor-Controller-Systems erfordert ein umfassendes Verständnis des Systems:
elektrisch, thermisch, mechanisch und kommunikationstechnisch.
Durch die Kombination von Fehlerauslesung, Telemetrieanalyse und physikalischen Messungen können die meisten Ausfälle effektiv identifiziert werden.
Eine präventive Wartung (regelmäßige Überprüfung der Verschraubungen, Reinigung, thermische Überwachung) bleibt die beste Strategie, um kostspielige Ausfälle zu vermeiden und einen zuverlässigen und dauerhaften Betrieb zu gewährleisten.
*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen dienen nur zu Informationszwecken. Sie ersetzen nicht die offiziellen Anleitungen der Hersteller. Vor jeder Installation, Handhabung oder Nutzung konsultieren Sie bitte die Produktdokumentation und beachten Sie die Sicherheitsanweisungen. Die Website Torque.works kann nicht für eine unsachgemäße Verwendung oder eine falsche Interpretation der bereitgestellten Informationen verantwortlich gemacht werden.