Lernfeld 9 · Prüfung Teil 2

Prüfung nach der Instandsetzung

Prüfung von Motoren nach der Instandsetzung: Isolationswiderstand, Polarisationsindex, Spannungsprüfung, Erwärmung nach Widerstandsmethode und Prüfprotokoll.

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Darum geht es

Bevor ein instand gesetzter Motor zurück zum Kunden geht, beweist eine Folge von Prüfungen, dass er sicher und funktionsfähig ist. Nach der Sichtprüfung misst du den Isolationswiderstand mit Gleichspannung, bei Niederspannungsmotoren meist mit 500 V. Der Polarisationsindex, das Verhältnis der Werte nach zehn und nach einer Minute, zeigt, ob die Isolierung trocken und sauber ist. Weil der Isolationswiderstand mit steigender Temperatur stark sinkt, notierst du die Wicklungstemperatur und rechnest für Vergleiche auf eine Bezugstemperatur um.

Eine neue Wicklung wird zusätzlich mit erhöhter Wechselspannung geprüft. Diese Spannungsprüfung darf nur befähigtes Personal am abgesicherten Prüfplatz durchführen, und sie wird nicht beliebig wiederholt, weil sie die Isolierung belastet. Die Stoßspannungsprüfung zeigt Schwächen zwischen den Windungen, die Messung der Strangwiderstände schlechte Verbindungen. Nach jeder Gleichspannungsmessung wird die Wicklung entladen.

Im Probelauf prüfst du Drehrichtung, Leerlaufstrom in allen drei Außenleitern, Laufgeräusch, Schwingungen und Lagertemperatur. Bei einem Erwärmungslauf bestimmst du die Übertemperatur aus dem Anstieg des Wicklungswiderstands. Alles gehört ins Prüfprotokoll: Messwerte, Messspannung, Temperatur, Messgeräte, Prüfer, Datum und Bewertung.

Das solltest du dir merken

Isolationsmessung vor und nach der Spannungsprüfung durchführen.
Ein Polarisationsindex von mindestens 2 spricht für eine trockene, saubere Isolierung.
Der Isolationswiderstand halbiert sich etwa je 10 K Temperaturanstieg.
Nach jeder Gleichspannungsmessung die Wicklung entladen.
Ohne vollständiges Prüfprotokoll ist die Instandsetzung nicht abgeschlossen.

Formeln

Polarisationsindex: $PI = \frac{R _{10}}{R _{1}}$; $R_{10}$ Isolationswiderstand nach 10 min, $R_{1}$ nach 1 min
Prüfspannung der Wicklungsprüfung: $U_{P} = 2 \cdot U_{N} + 1000 V$; $U_{N}$ Bemessungsspannung; mindestens 1500 V, gilt für neue Wicklungen üblicher Niederspannungsmotoren
Übertemperatur nach der Widerstandsmethode: $Δ ϑ = \frac{R _{2} - R _{1}}{R _{1}} \cdot (235 + ϑ_{1}) + ϑ_{1} - ϑ_{K}$; $R_{1}$ kalt bei $ϑ_{1}$ , $R_{2}$ warm gemessen, $ϑ_{K}$ Kühlmitteltemperatur

Typische Fehler in der Prüfung

Die Hochspannungsprüfung vor der Isolationsmessung an einer feuchten Wicklung durchgeführt.
Den Polarisationsindex als Wert nach einer Minute geteilt durch den nach zehn Minuten berechnet.
Die Wicklung nach der Isolationsmessung nicht entladen und die Anschlüsse berührt.
Messwerte ohne Wicklungstemperatur ins Protokoll eingetragen.

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Zufallszahlen

Nach einer Neuwicklung wird ein Erwärmungslauf gefahren. Der Strangwiderstand der Kupferwicklung beträgt kalt bei $ϑ_{1} = 19 ° C$ genau $R_{1} = 0, 845 Ω$ , warm unmittelbar nach dem Abschalten $R_{2} = 1, 048 Ω$ . Die Kühlluft hat am Ende des Laufs $ϑ_{K} = 21 ° C$ . Berechnen Sie die Übertemperatur der Wicklung in K nach der Widerstandsmethode. Runden Sie auf eine Nachkommastelle.

Tipps aus der Werkstatt

Reihenfolge merken: erst Isolationswiderstand mit Gleichspannung, dann Spannungsprüfung, dann noch einmal Isolationswiderstand. Eine feuchte Wicklung schlägt sonst unter Hochspannung durch. Nach jeder Messung entladen und die Wicklungstemperatur ins Protokoll schreiben.

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14 Aufgaben zu „Prüfung nach der Instandsetzung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Maschinen und Antriebstechnik, Lernfeld 9 (Elektrische Maschinen instand setzen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.