Die Funktionsprüfung eines E-Scooter-Motors mit einem Multimeter: Phasen, Isolation und Hall-Sensoren
Bevor ein Motor oder ein Controller ausgetauscht wird, können einige Messungen mit einem Multimeter Aufschluss darüber geben, ob der Motor in Ordnung ist. Diese Messungen erfordern nicht das Öffnen des Motors, sondern lediglich den Zugriff auf seine Kabel: drei dicke Phasenleitungen und in der Regel ein kleiner Kabelstrang für die Hall-Sensoren und manchmal ein Temperatursensor. Diese Anleitung beschreibt die allgemeine Methode, die für die meisten Motorräder gilt. Anstatt absolute Werte, die von Motor zu Motor variieren, wird vor allem auf das Gleichgewicht zwischen den Phasen und auf deutliche Schaltvorgänge der Signale geachtet.
Das Wichtigste
- Die drei Phasen eines gesunden Motors sind identisch: Die Messwerte zwischen jedem Phasenpaar müssen ausgeglichen sein.
- Keine der Wicklungen darf elektrisch mit der Achse oder dem Gehäuse des Motors verbunden sein.
- Die Radachse wird manuell gedreht, die Phasen sind getrennt, und der Motor erzeugt eine Wechselspannung: Diese muss bei allen drei Phasenpaaren gleich sein.
- Jeder Hallsensor muss bei langsamer Drehung des Rades einen deutlichen Übergang zwischen einem niedrigen und einem hohen Wert aufweisen.
- Arbeiten Sie an einem ausgeschalteten Roller, um Messungen an den verschiedenen Komponenten durchzuführen: Der Hochvoltakku sollte immer in Reichweite sein.
Vor der Messung: Sicherheit und Vorbereitung
Roller ausgeschaltet, auf Ständer oder Halterung platziert, betroffene Rad abgenommen. Trennen Sie die drei Phasen des Motors an der Controller-Seite, wobei Sie deren Reihenfolge mit farbigem Klebeband markieren. Wenn möglich, trennen Sie auch die Batterie. Eine leistungsstarke Rollerbatterie kann bei einem Kurzschluss Funken erzeugen und Verbrennungen verursachen: Verwenden Sie isolierte Werkzeuge, entfernen Sie Schmuck und stellen Sie sicher, dass keine Messspitze einen Batteriepol berührt.
Die benötigte Ausrüstung: Ein Multimeter mit den Messbereichen Widerstand, Durchgangsprüfung, Gleichspannung und Wechselspannung. Für die Hall-Sensoren können feine Spitzen oder kleine Nadeln verwendet werden, um die Messung an der Rückseite des Steckers durchzuführen, ohne diesen abzuziehen.
Test 1: Widerstand zwischen den Phasen
Multimeter im Widerstandsmessmodus, auf dem niedrigsten Messbereich. Messen Sie nacheinander den Widerstand zwischen den Phasen 1 und 2, 2 und 3, und dann zwischen 1 und 3.
- `Was erwartet wird: drei sehr niedrige und untereinander gleiche Werte. Eine Motorrad-Wicklung hat einen so niedrigen Widerstand, dass ein herkömmliches Multimeter oft einen Wert anzeigt, der dem seiner eigenen Messleitungen nahe kommt.`
- `Tipp: Führen Sie zuerst die beiden Messspitzen zusammen und notieren Sie den angezeigten Wert, oder verwenden Sie die relative Messfunktion, falls Ihr Multimeter diese besitzt. Ziehen Sie diesen Wert von jeder Messung ab.`
- `Was Alarm auslösen sollte: Ein Paar, das einen unendlichen Widerstand anzeigt (Phase unterbrochen), oder ein Paar, das sich deutlich von den anderen beiden unterscheidet (schlechte Lötstelle, beschädigtes Kabel).`
Dieser Test erkennt zwar eine unterbrochene Phase, aber ein herkömmlicher Strommessgerät ist nicht genau genug, um zu erkennen, ob einzelne Wicklungen einen Kurzschluss haben. Für eine präzisere Messung verwendet die Werkstatt ein Vier-Leiter-Milliohmmeter. Test 3 kompensiert diese Einschränkung teilweise.
Test 2: Isolationsprüfung zwischen den Phasen und dem Gehäuse
Multimeter im Widerstandsmessmodus, auf dem höchsten Messbereich. Messen Sie zwischen jeder Phase und der Motorwelle, sowie zwischen jeder Phase und einem unlackierten Metallpunkt am Gehäuse.
- `Was erwartet wird: ein unendlicher Widerstand, der in der Regel als "OL" oder "1" angezeigt wird.`
- `Was Alarm auslösen sollte: Alle messbaren Werte. Sie deuten auf eine Wicklung hin, deren Isolierung beschädigt wurde, oft durch Überhitzung, oder ein Phasenleitungskabel, das an seinem Ausgang aus der Achse beschädigt ist. Ein Motor in diesem Zustand darf nicht wieder in Betrieb genommen werden: Der Isolationsfehler kann den Controller zerstören.`
Ein Multimeter erzeugt eine sehr geringe Spannung; eine Isolierung, die auf den ersten Blick gut erscheint, kann unter der Batteriespannung versagen. Ein Isolationsprüfer, oder Megohm-Messgerät, führt einen strengeren Test durch, aber seine Prüspannung kann die Sensoren beschädigen: Trennen Sie diese vor dem Test.
Test 3: Die erzeugte Spannung beim Drehen des Rades
Ein Elektromotor mit Permanentmagneten ist auch ein Generator. Trennen Sie die Phasen, stellen Sie ein Multimeter auf Wechselspannung und drehen Sie das Rad so gleichmäßig wie möglich von Hand. Messen Sie dabei zwischen jedem Phasenpaar.
- `Was wir erwarten: Bei gleicher Geschwindigkeit sollten drei ähnliche Spannungen vorliegen. Ihr Wert hängt vom Motor und der Drehzahl ab; nur der Vergleich ist relevant.`
- `Was Alarm auslösen sollte: ein deutlich niedrigerer oder null Wert. Unterbrochene Phase oder Kurzschlüsse in einer Spule.`
Führen Sie auch den Bremsentest durch, bei dem die Phasen verbunden werden, wie in unserem Leitfaden zum Motor, der ruckelt beschrieben: er ergänzt diesen gut. Beachten Sie, dass eine schnell rotierende Welle eine nicht unerhebliche Spannung auf die Phasenleitungen ausübt: lassen Sie sie nicht zu schnell drehen, während Sie die blanken Drähte halten.
Test 4: Die Hall-Sensoren
Die Hallsensoren geben dem Controller die Position des Rotors an; ihre Funktion wird in unserem Leitfaden zu Positionssensoren erläutert. Das Kabelbündel hat in der Regel fünf Drähte: eine Stromversorgung, eine Masse und drei Signale.
Dieser Test wird mit angeschlossenen Sensoren am Controller durchgeführt, wobei das E-Scooter eingeschaltet, das Rad angehoben und die Phasen entweder wieder verbunden oder isoliert sind. Viele Hallsensoren von Motoren haben einen Open-Collector-Ausgang: Sie erzeugen nur dann ein hohes Signal, wenn ein Vorwiderstand im Controller vorhanden ist. Wenn sie nicht angeschlossen sind, liefern sie keine verwertbaren Daten.
- Multimeter im Gleichspannungsmodus: Schwarze Spitze an die Masse der Sensoren anschließen, rote Spitze an die Stromversorgung. Es sollte eine stabile Spannung von wenigen Volt angezeigt werden, die vom Controller geliefert wird.
- Ein roter Punkt erscheint auf dem ersten Signal. Drehen Sie das Rad sehr langsam von Hand: Die Spannung sollte deutlich zwischen einem Wert nahe Null und einem hohen Wert wechseln und dann wieder zurückkehren. Wiederholen Sie dies für die beiden anderen Signale.
- Vergleichen Sie: Die drei Signale müssen bei einer Umdrehung der Achse die gleiche Anzahl von Umschaltungen durchführen und dürfen niemals einen Zwischenwert annehmen.
- Bei den meisten Motoren sind die Sensoren so angeordnet, dass die drei Signale niemals gleichzeitig alle niedrig oder alle hoch sind. Wenn Sie diese Kombination beobachten, ist wahrscheinlich ein Sensor defekt.
Ein Signal, das ständig blockiert ist, entweder immer niedrig oder immer hoch, deutet auf einen defekten Sensor, ein durchgeschnittenes Kabel im Achter oder einen fehlerhaften Anschlussstift hin. Beginnen Sie mit dem Anschluss: Dies ist der häufigste Fall und die einfachste Ursache zu beheben.
Test 5: der Temperatursensor
Viele Motoren haben einen Temperatursensor in der Wickung, der durch einen zusätzlichen Draht mit dem Sensorkabel verbunden ist. Es handelt sich um einen Widerstand, der sich mit der Temperatur ändert. Gemessen zwischen seinem Draht und der Masse der Sensoren, wobei der Stecker getrennt ist, sollte er einen stabilen, endlichen Wert liefern, der sich ändert, wenn der Motor warm wird. Ein unendlicher oder null Wert deutet auf einen defekten Sensor hin (Unterbrechung oder Kurzschluss), und der Controller schützt den Motor dann nicht mehr.
Die Ergebnisse interpretieren
| Ergebnis | Interpretation |
|---|---|
| Ausgeglichene Phasen, unendliche Isolation, Hall-Sensoren, die umschalten | Gesunder Motor: Überprüfen Sie den Controller oder die Verkabelung |
| Ein offener Phasenanschluss | Unterbrechung der Stromzufuhr, oft am Achsenschaft oder am Stecker |
| Geringere Zugkraft bei Rotation für ein Paar | Kurzschlüsse oder schlechte Verbindungen |
| Messbarer Widerstand zwischen Phase und Achse | Isolationsfehler: Motor darf nicht wieder in Betrieb genommen werden |
| Ein Hall-Sensor gibt ein falsches Signal | Defekter Sensor, Kabel oder Stecker |
Werkstatt-Tipp.
Notieren Sie Ihre Messwerte, wenn der Motor neu oder einwandfrei ist: Diese dienen als Referenz, falls Zweifel aufkommen. Wenn ein Motor eine Isolationsfehler oder Kurzschlüsse in den Wicklungen aufweist, ist die Reparatur in der Regel ein Wickeln, was bei einem Radmotor selten wirtschaftlich ist. Unsere Motoren für E-Scooter passen auf viele Modelle, können in unserer Werkstatt mit unserem Montageservice eingebaut werden, und wir können sie zu Plug & Play-Komponenten für Ihre Controller machen.
Häufig gestellte Fragen
Mein Multimeter zeigt fast Null zwischen allen Phasen an, ist das normal?
Ja, das ist zu erwarten: Der Widerstand einer Wicklung eines Motorrads ist sehr gering. Wichtig ist, dass alle drei Wicklungspaare gleich sind und dass keine davon unterbrochen ist.
Kann man die Hall-Sensoren mit einer Batterie testen?
Es ist möglich, dies mit einer Stromversorgung mit guter Spannung und Pull-Up-Widerständen für jedes Signal zu erreichen, aber ein falscher Anschluss kann die Sensoren beschädigen. Der Test mit dem Controller, der bereits die richtige Stromversorgung liefert, ist sicherer.
Wird ein Hallsensor ausgetauscht?
Ja, indem man den Motor öffnet. Man benötigt einen kompatiblen Sensor und muss ihn genau an der gleichen Position wieder einsetzen. Viele Werkstätten tauschen alle drei Sensoren gleichzeitig aus.
Der Motor ist in Ordnung, aber das E-Scooter fährt immer noch nicht, was kann man tun?
Der Controller, seine Anschlüsse oder seine Einstellungen geraten ins Visier. Unser Leitfaden zum Testen eines Controllers übernimmt.