Fırçasız motor arızası dört yerden gelir: sargı, hall sensörleri, rulman ve mıknatıslar ya da motoru süren kontrol kartı. Belirti çoğu zaman yeri gösterir. Titreyerek dönme ve kalkışta takılma genellikle bir hall sensörüne ya da bir faza, güç kaybı, ısınma ve yanık koku sargıya, ses ve sürtünme rulmana ya da mıknatısa işaret eder. Kesin ayrım, motor kontrol kartından ayrılıp faz dirençleri, gövde kaçağı ve sensör çıkışları ölçülerek yapılır.
BLDC motor nedir, fırçalı motordan farkı ne?
BLDC (brushless DC, fırçasız doğru akım) motorda mıknatıslar dönen rotordadır, bakır sargı ise sabit statordadır. Fırçalı DC motorda akımın yönünü kolektör ve kömür fırçalar çevirir; fırçasız motorda bu işi elektronik bir sürücü yapar. Elektrikli bisiklet ve scooterlarda bu sürücüye kontrol kartı, halk arasında "beyin" denir.
Sürücü, rotorun o anki konumunu çoğu zaman statora yerleştirilmiş üç hall sensöründen okur ve üç faz sargısını sırayla anahtarlar. Sensörsüz sürücüler ise konumu sargıda oluşan gerilimden tahmin eder. Sürtünen fırça olmadığı için motorun bakım ihtiyacı azdır ve verimi yüksektir; karşılığında motor, sürücüsü olmadan çalışmaz ve arıza ararken motorla sürücüye birlikte bakmak gerekir.
Tekerlek göbeğindeki hub motorlar çoğunlukla dış rotorludur: mıknatıslar dönen göbek gövdesinin içine yapıştırılmıştır, sargılı stator sabit mile bağlıdır. Fan, pompa ve otomasyon motorlarında ise iç rotorlu tipler de yaygındır.
Belirtiden arızaya
Titreyerek dönüyor, kalkışta takılıyor
Motor sarsılarak, tıkırdayarak kalkıyor ya da ancak itilince dönüyorsa sürücü motoru yanlış sırayla anahtarlıyordur. En sık neden bir hall sensörünün ya da sensör kablosunun arızasıdır. Bir faz kablosunun kopması ya da soketinin yanması da aynı belirtiyi verir. Bu hâlde motoru zorlamak, sağlam kalan fazları ve kontrol kartını yorar.
Hiç dönmüyor, ekranda hata kodu var
Önce bağlantılar kontrol edilir: faz ve sensör kablosu soketleri, kablonun aksın içinden geçtiği yerdeki ezilme ve kopmalar, akü gerilimi. Birçok kontrol kartı motor, sensör ya da akım hatası için ayrı kod verir; kodu not etmek arızanın yerini daraltır.
Güç düştü, ısınıyor, yanık koku var
Yokuşta eskisi gibi çekmeyen, kısa sürede ısınan ve yanık kokan motorda sargı ısıl hasar almıştır. Sipirler arası kısa devre, motorun aynı akımla daha az tork üretmesine yol açar. Yanık sargı, faz kablolarının ve soketlerin de ısınmasına, kontrol kartının akım korumasına geçmesine neden olur.
Ses, sürtünme, titreşim
Dönerken uğuldayan ya da hırıldayan motorda önce rulman akla gelir; su almış motorda rulman kısa sürede paslanır. Sürtünme sesi, yapıştırıcısı çözülmüş ya da kırılmış bir mıknatısın statora değmesinden de gelebilir. Elle çevrilen tekerde düzenli aralıklarla hissedilen hafif "tıklama" ise mıknatısların dişlerden geçişidir ve normaldir.
Su aldıktan sonra başlayan arıza
Yağmurda ya da basınçlı suyla yıkamada kablo girişinden ve kapak contasından içeri su giren hub motorda sargının yalıtımı düşer, hall sensörleri ve rulmanlar bozulur. Su almış motoru hemen çalıştırmak yerine açtırıp kurutmak çoğu zaman sargıyı kurtarır.
Motor mu, kontrol kartı mı? Ölçümle ayırmak
Ölçümler ancak aküsü ayrılmış bir araçta ve elektrik işinde yetkin bir kişi tarafından yapılmalıdır. Kontrol kartındaki kondansatörler akü ayrıldıktan sonra da bir süre yük tutabilir. Yüksek gerilimli akü paketlerinde kısa devre ciddi yanığa ve yangına yol açar.
- Elle çevirme: Faz kabloları kontrol kartından ayrıldığında teker serbestçe dönmelidir. Faz uçları birbirinden ayrıkken teker zorlanıyorsa sargının içinde kısa devre vardır. İki faz ucu birbirine değdirildiğinde dönüş zorlaşır; üç faz çiftinde de bu zorlanmanın eşit olması beklenir.
- Faz dirençleri: Üç faz ucu arasındaki direnç ikişer ikişer ölçülür ve birbiriyle karşılaştırılır. Değerler çok düşüktür, çoğu zaman 1 ohm'un altındadır; sıradan bir multimetrenin hassasiyeti küçük farkları göstermeyebilir. Belirgin fark ya da sonsuz okuma sargı arızasıdır.
- Gövde kaçağı: Her faz ucu ile mil ya da gövde arasında ölçülen değer sonsuz olmalıdır. Okunan her değer yalıtımın bozulduğunu gösterir.
- Hall sensörleri: Sensör soketinde genellikle beş ince kablo bulunur: besleme (çoğu zaman 5 V), toprak ve üç sinyal. Kontrol kartı bağlı ve beslemesi açıkken teker elle yavaşça çevrildiğinde her sinyal ucundaki gerilim düşük ve yüksek değer arasında değişmelidir. Hiç değişmeyen ya da sürekli aynı kalan sinyal, o sensörün ya da kablosunun arızalı olduğunu gösterir.
Motor tarafında her şey sağlam çıkıyorsa sorun büyük olasılıkla kontrol kartındadır. Tersi de önemlidir: sargısında kısa devre olan motor, takıldığı sağlam bir kontrol kartını da yakabilir. Kartı değiştirmeden önce motorun ölçülmesi bu yüzden gerekir.
Hall sensörü değişimi
Hall sensörleri dişlerin arasında, sargıya çok yakın durur. Sargı ısındığında en çok onlar etkilenir. Bir sensör bozulduğunda, aynı ısıyı görmüş diğer ikisi de çoğu zaman birlikte değiştirilir. Yeni sensörlerin eski yerlerine, aynı açıyla ve aynı yönde yerleştirilmesi gerekir; yanlış yerleştirilen sensör motoru titretir, ısıtır ya da ters döndürür.
Sargı yanmışsa ne olur?
Sargısı yanan fırçasız motor, mıknatısları ve gövdesi sağlamsa yeniden sarılabilir. Bu motorlarda her bobin çoğu zaman tek bir dişin etrafına sarılır. Sarımdan önce diş ve kutup sayısı, her dişteki sipir sayısı ve sarım yönü, tel çapı, bağlantı şekli ve sensörlerin yeri kaydedilir. Tek bir dişin ters sarılması bile motoru titretir ve torkunu düşürür.
Sarımla düzelmeyen durumlar da vardır. Aşırı ısınan motorda mıknatıslar kalıcı olarak zayıflayabilir; mıknatısı zayıflamış motor yeni sargıyla da eski torkunu vermez. Kırılmış mıknatıs ve hasar görmüş gövde ayrıca değerlendirilir.
Arızayı önlemek için
- Akım sınırını yükseltmeyin. Daha güçlü bir kontrol kartı takmak ya da akım sınırını artırmak motora tasarımının üzerinde akım çektirir; sargı ve sensörler ısıdan zarar görür.
- Uzun yokuşta ve ağır yükte motoru dinlendirin. Motorun ısınmasını en çok artıran, düşük hızda yüksek tork istemektir. İzmir'in yamaç mahallelerine tırmanan rampalar ve yaz sıcağı bu ısıyı artırır.
- Basınçlı suyla yıkamayın. Kablo girişine ve kapak contasına doğrudan su tutmayın; su birikintisinde aksın üzerine kadar girmeyin.
- Kabloyu koruyun. Faz ve sensör kablolarının aks çıkışında ezilmesi ve sürtünmesi, en sık görülen ve en kolay önlenen arızalardandır.
Ne yapmalı?
- Titreyen, ısınan ya da yanık kokan motoru kullanmaya devam etmeyin; aracı durdurup aküyü ayırın.
- Kontrol kartının ekranındaki hata kodunu, motorun etiketini ve kabloların durumunu fotoğraflayın.
- Ölçümü yetkin birine yaptırın; sonuçlara göre motorun mu kontrol kartının mı onarılacağına karar verin.
Bornova'daki atölyemizde fırçasız (BLDC) motor sarımı ve tamiri yapıyoruz: stator sargısı, hall sensörleri, rulman ve kablo girişi. Yapısı fırçasız motora yakın olan endüstriyel servo motorlar için servo motor tamiri sayfasına, fırçasız motorun AC ve DC motorlarla farkı için AC ve DC motor farkı yazısına bakabilirsiniz.