Wie wird der Rotor geprüft?

Ob ein Rotor i.O. oder n.i.O. ist, entscheiden Ihre Kriterien. In unserer Messsoftware können Sie Zielvorgaben für den magnetischen Fluss und die Poleigenschaften vorgeben. Der Prüfstand scannt den Rotor automatisiert ab und vergleicht das gemessene Magnetfeld mit Ihren Kriterien. In diesem Artikel geht es genauer um die Metriken zur Polbewertung und wie Prüfer geeignete Zielwerte finden können.

Was wird bewertet?

Aus dem Magnetfeldscan wird für jeden Pol eine Reihe von Kennwerten berechnet. Dabei werden unter anderem ermittelt:

• Spitzenwert – die höchste Flussdichte des Pols
• Polarität – die Fläche unter der Kurve, also der magnetische Fluss des Pols
• Breite – der Abstand von Nulldurchgang zu Nulldurchgang
• Mitte – die Flussdichte im Polmittelpunkt

Erweiterte Optionen und Übersichten geben Informationen über die FFT-Eigenschaften, die Polsubsegmentbreiten und den Schrägungswinkel.

Diese Kennwerte allein sagen noch nicht, ob ein Pol gut oder schlecht ist. Dafür braucht es einen Vergleich. Es gibt drei Optionen, Zielvorgaben zu definieren und damit Abweichungen zu erkennen.

Drei Optionen, Abweichungen zu erkennen

Option 1: Pol gegen Pol

Zuerst wird für jedes Kriterium der Durchschnitt aller Pole gebildet – etwa der durchschnittliche Spitzenwert oder der durchschnittliche Mittelwert. Gerechnet wird mit Beträgen, damit Nord- und Südpole gleich zählen.

Dann wird jeder Pol mit diesem Durchschnitt verglichen und seine Abweichung in Prozent angegeben. Liegt sie außerhalb der Toleranz, wird der Pol markiert. Ein Beispiel: Bei einer Toleranz von ± 4 % fällt ein Pol, dessen Spitzenwert rund 8 % unter dem Durchschnitt aller Pole liegt, als n.i.O. auf.

Diese Option findet lokale Fehler wie einen schwach magnetisierten oder beschädigten Magneten, ohne dass es eine Referenz braucht. Der Nachteil: Ein Rotor, der insgesamt zu schwach ist, wirkt hier gleichmäßig – alle Pole weichen gleich stark ab und damit kaum vom gemeinsamen Durchschnitt. Dafür gibt es die Optionen 2 und 3.

Option 2: Sollwerte aus Ihren technischen Anforderungen

Die Sollwerte kommen aus Ihren eigenen Unterlagen: aus der Zeichnung, dem Lastenheft oder der Simulation. Für jedes Kriterium legen Sie einen Sollwert und eine Toleranz fest, zum Beispiel für einen Rotor mit acht Polen:

Jeder Pol wird gegen diese Werte geprüft. Liegt etwa die Flussdichte in der Mitte eines Pols unter 360 mT, ist der Rotor n.i.O.

Der Vorteil: Diese Option funktioniert von Anfang an, auch bevor es einen nachweislich guten Rotor gibt – etwa beim Serienanlauf oder bei einem neuen Rotordesign. Und weil die Sollwerte absolut sind, fällt auch ein Rotor auf, der insgesamt zu schwach ist.

Option 3: Ein Referenzrotor als Vergleich

Wenn Sie bereits einen guten Rotor haben, eröffnet dies Ihnen weitere Möglichkeiten. Mithilfe der Referenz können Sie ausgewählte Signalverläufe aus der Messung dieses Rotors mit einem Toleranzband versehen und diese gegen Signalbereiche in anderen Messungen abgleichen. Für jeden weiteren Rotor gilt dann:

• Bleiben seine Signalverläufe innerhalb des Bands, ist er i.O.
• Liegen zum Beispiel alle Pole 10 % unter der Referenz, ist er n.i.O. – auch wenn die Pole untereinander gleichmäßig sind.

So erkennt der Referenzrotor genau die Fehler, die beim Vergleich Pol gegen Pol unsichtbar bleiben: Abweichungen, die den ganzen Rotor betreffen.

Fazit: Prüfen nach Ihren eigenen Kriterien

Der Vergleich Pol gegen Pol findet lokale Fehler ohne Referenz. Sollwerte und Referenzrotor zeigen, ob der Rotor als Ganzes Ihren Anforderungen entspricht.

Sie können die Optionen für einzelne Kriterien beliebig kombinieren. Zum Beispiel können Sie die Polarität mit einer nominalen Zielvorgabe vergleichen und den Spitzenwert mit dem Durchschnitt aller Pole. Welche Kriterien und Toleranzen gelten, legen in jedem Fall Sie fest – das Ergebnis ist ein eindeutiges i.O. oder n.i.O. für jeden Rotor.

Weiterführender ArtikelWarum das Magnetfeld überhaupt der richtige Ansatzpunkt ist, lesen Sie unter Warum Magnetfelder in Elektromotoren messen?→