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Haben Sie bereits eines oder mehrere dieser Symptome bemerkt, die auf das Ende der Lebensdauer von DC-Motoren hindeuten können?
Aus wirtschaftlicher Sicht stellt sich jedoch die Frage, wie hoch die Lebensdauer eines solchen Elektromotors ist. Ausfälle können schnell zum Problem werden. Im schlimmsten Fall kann bis zum Austausch einer defekten Komponente die gesamte Produktionslinie stillstehen.
Jetzt muss schnell reagiert und der defekte Motor getauscht werden. Dennoch ist es von Vorteil, in etwa zu wissen, wann das Risiko eines Ausfalls hoch ist. Darum ist die Frage nach der Lebensdauer von DC-Motoren so wichtig.
EPH Elektronik möchte Ihnen zeigen, wie Sie die Funktionsfähigkeit Ihrer Komponenten einschätzen können. Wir erklären Ihnen, welche Faktoren Sie für einen nachhaltigen Betrieb der DC-Motoren berücksichtigen müssen.
Wie lange ist ein Elektromotor bei industriellen Anwendungen einsatzbereit?
Aufgrund ihrer einfachen Ansteuerung, hohen Leistungsdichte und der einfachen Einstellung bzw. Regelung der Drehzahl werden DC-Motoren in vielen industriellen Anwendungen bevorzugt eingesetzt. Ihre Lebensdauer kann jedoch stark variieren, bevor sie als defekt eingestuft werden. Der Ausfall hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören etwa:
- Spezifikation der Kohlebürsten
- Betriebsbedingungen
- Belastung
- Anforderungen bzgl. Drehzahlregelung und Dynamik
Es kann keine pauschale Aussage darüber getroffen werden, wie lange ein DC-Motor störungsfrei arbeiten kann. Für die Industrie sind derartige Antriebe generell robuster ausgelegt als für andere Anwendungsgebiete. Mehrere tausend Betriebsstunden liegen im Bereich des Möglichen bei bürstenbehafteten Motoren – mehrere zehntausend bei bürstenlosen Motoren.
Bürstenbehaftete DC-Motoren haben aufgrund der betriebsbedingten Abnutzung der Kohlebürsten einen höheren Verschleiß als bürstenlose DC-Motoren (BLDC bzw. EC-Motoren). Um hier eine maximale Lebensdauer zu gewährleisten, müssen die Herstellervorgaben hinsichtlich der elektrischen Grenzwerte unbedingt berücksichtigt werden. Für den Motor passende Drehzahlregler mit Strombegrenzung sorgen dafür, dass z.B. im Anlaufverhalten die maximale Stromaufnahme nicht überschritten wird.
Einflüsse auf die Lebensdauer des Gleichstrommotors
Wie bereits angesprochen, gibt es viele Faktoren, die sich auf die Einsatzzeit des Elektromotors auswirken können. Nun möchten wir näher darauf eingehen, warum diese Umstände einen negativen Einfluss haben können.
Der wichtigste Faktor, der einen langen Betrieb gewährleistet, ist natürlich die Qualität der Komponenten. Lager, Wicklungen, Kollektor und Kohlebürsten beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Elektromotors enorm. In der Regel sind hochwertige Komponenten robuster und widerstandsfähiger gegen Verschleiß.
Auch die äußeren Betriebsbedingungen sind zentral für einen langfristigen Einsatz. Faktoren wie Feuchtigkeit, abrasive Partikel und extrem hohe oder niedrige Temperaturen können zu vorzeitigem Verschleiß oder unerwarteten Ausfällen führen.
Die Lebensdauer von DC-Motoren wird auch durch die Belastung beeinflusst, unter der diese arbeiten. Die Teile können schneller abnutzen, wenn sie zyklisch überlastet oder durchgängig bei voller Leistung betrieben werden.
Ein ungeeigneter Einsatzzweck und eine inadäquate Bedienung beeinflussen ebenfalls die Betriebsfähigkeit negativ. Aggressive Umgebungen, häufige Start- und Stopp-Zyklen mit kurzen Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen können die Lebensdauer der Technik enorm verkürzen.
Um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit eines Gleichstrommotors zu maximieren, ist es entscheidend, diese Faktoren zu berücksichtigen. Bereits bei der Produktauswahl sollte darauf geachtet werden. Eine auf den Motor und den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmte Motorregelung trägt ebenfalls dazu bei, die Lebensdauer des Motors entscheidend zu erhöhen.
Sind extreme Betriebsbedingungen vor Ort unerlässlich, sollten passende Schutzmaß-nahmen ergriffen werden.
Wie lässt sich ein zeitnaher Ausfall erkennen?
Es gibt eine Reihe von Anzeichen, die darauf hinweisen, dass ein industrieller DC-Motor kurz vor einem Ausfall steht. Hier sind einige typische Symptome, die alarmieren, dass es an der Zeit ist, schnell zu handeln:
Geräuschentwicklung: Der Motor wird lauter als normal. Auch ungewöhnliche Geräusche wie Klappern, Schleifen oder Schaben zeigen einen Defekt auf. Anzeichen wie diese können auf Lagerschäden oder andere interne Probleme hinweisen.
Überhitzung: Der Gleichstrommotor entwickelt mehr Wärme als sonst. Dies kann auf eine ineffiziente Kühlung, einen Defekt im Kühlsystem oder andere interne Probleme beispielsweise ein schwergängiges Lager deuten. Aufgrund des Verschleißes kann auch die Belastung für die Mechanik mittlerweile zu hoch angesetzt sein.
Leistungsabfall: Die Motorentechnik kann ihre volle Leistung nicht mehr erbringen. Sie hat Schwierigkeiten, eine hohe Drehzahl zu erreichen oder das erforderliche Drehmoment zu erzeugen. Symptome wie diese können auf eine Beeinträchtigung der internen Komponenten beispielweise einen defekten Permanentmagneten oder Bürstenverschleiß hindeuten.
Ungewöhnliche Vibrationen: Es kommt zu starken Vibrationen, die nicht dem normalen Verhalten des Motors entsprechen. Diese können zum Beispiel durch ein Ungleichgewicht oder eine Unwucht erzeugt werden. Auch das ist ein Anzeichen für einen starken Verschleiß und erste schwere Schäden.
Elektrische Probleme: Intermittierende Ausfälle, unregelmäßige Beschleunigungen oder eine übermäßig hohe Stromaufnahme – auch hier kann es ernst werden. Anzeichen wie diese deuten meist auf elektrische Probleme wie fehlerhafte Wicklungen oder Verbindungen hin.
Ölleckage oder Schmierungsprobleme: Probleme mit einem Ölleck im Getriebe oder der Schmierung der Motorlager können auf Abnutzung hindeuten. Die Gründe für diese Verkürzung der Lebensdauer von DC-Motoren lassen sich meist auf defekte Dichtungen und beschädigte Lager zurückführen.
Fehlermeldungen oder Warnsignale: Moderne DC-Motor-Regelungen können auf bestimmte Probleme oder Unregelmäßigkeiten hinweisen. Überprüfen Sie das Überwachungssystem oder die Motorsteuerung auf solche Anzeichen.
Expertenmeinung zu DC-Motoren einholen
Es ist ratsam, bereits vor der Inbetriebnahme des Motors den Einsatzzweck, die notwendige Lebensdauer des DC-Motors und die daraus resultierende Regelung mit Fachleuten zu besprechen.
EPH Elektronik ist hierfür der richtige Ansprechpartner. Unsere Experten blicken auf eine langjährige Erfahrung mit kundenspezifischen Motor-Regelungen sowie Motoren zurück. Gleichzeitig können wir auch auf das Know-how unserer hauseigenen Entwicklungsabteilung zurückgreifen. Kontaktieren Sie uns noch heute, denn wir haben die richtige Lösung und den passenden Gleichstrommotor für Ihre Ansprüche.
