Elektromotor Fehlersuche: den Motorkondensator prüfen

Mehr als 50 Prozent des deutschen Stromverbrauchs fließen in den Betrieb von Elektromotoren. Davon gibt es eine ganze Reihe verschiedener Bautypen. Ein Großteil der Elektromotoren, die mit ganz normalen 230 Volt-Wechselstrom aus der Steckdose betrieben werden, sind dabei sogenannte Kondensatormotoren. Wenn ein solcher Kondensatormotor streikt, dann trägt das namensgebende Bauteil nicht selten die Schuld daran. Es ist daher eine gute Idee, den Elektromotor-Kondensator einer Prüfung zu unterziehen. Wie Fachleute vorgehen, wenn Sie den Motorkondensator prüfen, das erläutern wir in diesem Blogbeitrag. Auf andere mögliche Ursachen gehen wir in unserem Artikel zum Thema „Elektromotor läuft nicht an“ ein.

Die gute Nachricht ist, dass Kondensatoren gut zu ersetzen und in der Regel auch nicht allzu teuer sind. Sie gelten als Verschleißteile mit einer begrenzten Lebensdauer. Mit neuem Kondensator läuft der Elektromotor häufig noch lange Zeit völlig problemlos. Um herauszufinden, ob dieses relativ günstige Bauteil tatsächlich Schuld an einem Defekt ist, wollen wir nun also den Motorkondensator prüfen.

Achtung! Die nachfolgenden Arbeiten dürfen auf keinen Fall von Laien durchgeführt werden.

Wo finde ich den Motorkondensator?

Der Motorkondensator – oder in schweren Maschinen auch mehrere Kondensatoren – befindet sich meistens an der Außenseite des Elektromotors unter einer eigenen Metallabdeckung. Vor dem Öffnen der Abdeckung sollten – wie immer beim Hantieren mit Elektrizität – die nötigen Sicherheitsmaßnahmen angewendet werden. Das bedeutet: Trennen Sie das Gerät vom Netz, indem Sie den Stecker ziehen, den Aus-Schalter betätigen oder die entsprechende Sicherung entfernen. Die Abdeckung sollte besser nicht mit nassen Händen oder in feuchter Umgebung entfernt werden. Außerdem ist es natürlich immer ratsam, mit geeignetem Werkzeug zu arbeiten.

Sicherheit geht vor

Trotz dieser Maßnahmen ist weiterhin große Vorsicht geboten, wenn Sie den Motorkondensator prüfen. Denn Kondensatoren sind passive elektrische Geräte, die Energie zum Teil in beachtlicher Menge speichern können. Sie können auch dann noch lebensgefährlich sein, wenn der gesamte Motor vom Stromnetz getrennt ist. Der Stromschlag aus einem geladenen Kondensator kann viel stärker sein als der aus einer Steckdose. Das Typenschild gibt in der Regel Auskunft darüber, welche Spannung anliegt. Wir raten aber: Gehen Sie auf Nummer sicher. In Zweifel ist es immer besser, den Elektromotor-Kondensator von einem Fachmann prüfen zu lassen.

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Wie erkenne ich einen Motorkondensator?

Kondensatoren in Elektromotoren sind in der Regel einige Zentimeter große, zylindrisch geformte Bauteile. Häufig, aber nicht immer, ist das Wort „Betriebskondensator“ (siehe unten), „Anlasskondensator“, „Anlaufkondensator“, „Motorkondensator“, „Motor Capacitor“ oder „Motor Start Capacitor“ aufgedruckt. In den allermeisten Fällen sind technische Angaben aufgedruckt zur Kapazität, Bemessungsspannung, Lebensdauer und Betriebsart.

Woran erkenne ich, dass der Kondensator kaputt ist?

Es gibt einige recht charakteristische Anzeichen dafür, dass der Motorkondensator defekt ist. Zum Einen kann man aus dem Verhalten des Motors auf einen Defekt des Kondensators schließen. Zum Anderen ist es dem Kondensator häufig bereits von außen anzusehen, wenn er nicht mehr in Ordnung ist.

Motorverhalten, wenn der Kondensator defekt ist

Wenn nach dem Einschalten der Elektromotor brummt und eventuell noch zuckt, aber nicht richtig rund oder gar nicht läuft, ist wahrscheinlich ein Motorkondensator kaputt. Lässt sich der Motor dann noch in beliebiger Richtung anwerfen – also durch einen kurzen Ruck am rotierenden Element in stetige Drehung versetzen, ist dies ein weiteres recht sicheres Indiz für einen defekten Motorkondensator. Bei dieser Art der Prüfung sollten Sie übrigens sehr vorsichtig sein, da Verletzungsgefahr besteht. Werfen Sie vor allem niemals Sägeblätter oder Schneiden, etwa an Rasenmähern, auf diese Art an. Viele Menschen überschätzen ihre Reflexe und können die Finger nicht schnell genug aus dem Gefahrenbereich nehmen, wenn der Motor plötzlich anläuft. Viele Unfälle mit abgetrennten Fingern sprechen hier leider eine deutliche Sprache.

Läuft der Motor in die falsche Richtung, kann dies ebenfalls auf einen defekten Kondensator hindeuten. Gleiches gilt für ein nur sehr zähes oder kraftloses Anlaufen der Maschine. Bei Belastung der Maschine geht in einem solchen Fall die Drehzahl sehr schnell zurück. Wenn Ihr Elektromotor falsch herum oder kraftlos läuft, kann allerdings neben einem Defekt des Kondensators auch eine defekte Hilfswicklung des Motors schuld sein.

Äußere Anzeichen am Kondensator

Wenn das Motorverhalten unauffällig ist, steht im nächsten Schritt die Sichtprüfung an. Bevor wir den Motorkondensator prüfen, nehmen wir zunächst die Abdeckung in Augenschein. Wenn der Behälter, in dem sich der oder die Kondensatoren befinden, bereits verbeult oder durchlöchert ist, könnte eine rein mechanische Beeinträchtigung der elektrischen Bauteile vorliegen.

Zerbrochene, zerbeulte, verformte oder durchlöcherte Kondensatoren sollten ausgetauscht werden. Auch wenn sich Öl oder große Mengen anderer Flüssigkeit in der Aussparung für die Kondensatoren befinden, kann das zu einem Kurzschluss geführt haben.

Der Motorkondensator kann aber auch ohne Fremdeinwirkung im normalen Betrieb kaputt gegangen sein – schließlich gelten die Bauteile als Verschleißteile mit begrenzter Lebensdauer. Auch in diesem Fall bemerken wir häufig äußere Anzeichen, wenn wir den Elektromotor-Kondensator prüfen. Liegt beispielsweise ein Isolationsschaden im Inneren des Bauteils vor, führt das zu Hitze- und Druckentwicklung. Verfärbungen durch hohe Temperaturen sind daher ein Indiz für einen Schaden im Kondensator. Gleiches gilt, wenn das zylindrische Bauteil durch den Druck im Inneren aufgebläht und bauchig verformt wurde.

Ein weiterer Hinweis auf einen defekten Kondensator ist es, wenn aus dem Kondensator selbst Flüssigkeit quillt. Dabei handelt es sich um Isolationsflüssigkeit, die häufig leicht ätzend ist. Sie kann Hände oder Lacke angreifen. Wenn der Kondensator leckt, können Sie von einem defekten Bauteil ausgehen, das ersetzt werden muss. Ist äußerlich nichts zu erkennen, setzen wir die Fehlersuche fort, indem wir mit geeigneten Messinstrumenten den Motorkondensator prüfen.

Mit dem Messgerät einen Motorkondensator prüfen – wie funktioniert das?

Gibt es an einem Motorkondensator keine sichtbaren Schäden, kann man den Kondensator durchmessen, um einen Defekt auszuschließen. Auch hier gilt allerdings: Achtung Lebensgefahr! Auf der sicheren Seite ist, wer diese Tätigkeit von einer ausgebildeten Elektro-Fachkraft durchführen lässt.

Bevor ein Kondensator durchgemessen werden kann, muss er von der Hilfswicklung abgeklemmt, also aus dem Motor ausgebaut sein. Ist dies erledigt, gilt es sicherzustellen, dass der Motorkondensator entladen ist. Ansonsten besteht nicht nur die Möglichkeit, dass das Bauteil die Elektronik eines Messgerätes zerstören kann, sondern es besteht auch die Gefahr eines sehr ernsthaften elektrischen Schlages, der mitunter tödlich sein kann.

Nicht alle Messgeräte sind geeignet

Zum Motorkondensator prüfen eignen sich nicht alle Messgeräte. Digitale Multimeter etwa sind völlig ungeeignet. Einfache analoge Geräte hingegen tun prinzipiell ihren Zweck. Allerdings reicht bei den meisten Geräten die Prüfspannung nicht, um zuverlässige absolute Werte zu liefern. Die Prüfung funktioniert nur näherungsweise und kann allenfalls einen Hinweis darauf geben, ob das Bauteil defekt ist.

Für die Messung am entladenen und ausgebauten Kondensator wird das Messgerät auf Durchgangsprüfung gestellt. Die Prüfspitzen werden auf den beiden Kontakten platziert. Sind vier Kontakte vorhanden, sind davon immer zwei miteinander verbunden – Kondensatoren verfügen aus elektrischer Sicht nur über zwei Anschlüsse. Wichtig ist, bei der Messung die Kontakte nicht mit den Fingern zu berühren, da der Widerstand des Körpers das Ergebnis verfälschen würde.

Bei der Durchgangsprüfung sollte der Zeiger des analogen Messgeräts zunächst ganz nach rechts ausschlagen und dann langsam in die Nullposition zurückgehen. Der Kondensator baut in dem Gleichstromkreis, gespeist aus der Batterie des Messgerätes, ein elektrisches Potenzial auf. Proportional dazu sinkt der Strom bis zum Erreichen der maximalen Kapazität des funktionierenden Kondensators schließlich auf null herab.

Bei kleinen Kapazitäten kann der anfängliche Zeigerausschlag sehr gering sein. Bleibt der Zeiger rechts stehen, speichert der Kondensator keine Energie und ist wahrscheinlich defekt. Gibt es gar keinen Ausschlag, liegt vermutlich ebenfalls ein Defekt vor.

Den Motorkondensator prüfen mit einem Ohmmeter

Auch per Widerstandsmessung mit einem Ohmmeter kann man bei einem Elektromotor den Kondensator prüfen. Bei dieser Messung sollte der Widerstand niedrig beginnen und im Verlauf der Ladung des Kondensators allmählich ansteigen.

Am aussagekräftigsten ist bei beiden Messverfahren der Vergleich mit einem definitiv funktionierenden Motorkondensator mit gleichen technischen Werten. Verhalten sich die Zeigerausschläge in Intensität und dem zeitlichen Verlauf gleich, ist der Kondensator vermutlich in Ordnung.

Um allerdings die Kapazität eines Kondensators messen zu können, die im Verlauf des Betriebs abgenommen haben kann, bedarf es eines speziellen Kapazitätsmessgeräts, das den Wert in Farad, der Maßeinheit der Kapazität, angibt.

Was macht eigentlich der Kondensator im Elektromotor ?

Unter dem Überbegriff Motorkondensator kann man zwei verschiedene Arten von Kondensatoren zusammenfassen: den Betriebskondensator und den Anlaufkondensator. Fast alle Kondensatormotoren besitzen einen Betriebskondensator. Nur die Elektromotoren einiger spezieller Maschinen verfügen zusätzlich noch über einen Anlaufkondensator. Dieser zweite Kondensator ist zum Beispiel nötig bei Maschinen, die sehr schwer sind oder gegen hohen Druck arbeiten müssen. Ferner findet sich in Elektromotoren häufig ein Entstörkondensator, der aber nichts mit der eigentlichen Funktion des Motors zu tun hat und an dieser Stelle deshalb nicht behandelt wird.

In den meisten Elektromotoren bewegt sich ein drehendes Element, der Rotor, in einem elektromagnetischen Feld, das im stehenden Teil des Motors, dem Stator, erzeugt wird. Um eine gerichtete Drehbewegung zu erzeugen, bedarf es einer Dynamik im elektromagnetischen Feld, die ein Drehmoment erzeugt. Bei Motoren, die mit dem normalen 230 Volt-Haushaltswechselstrom betrieben werden, muss dazu in zwei verschiedenen Kupferwicklungen im Stator, der Haupt- und der Hilfswicklung, Strom in zwei verschiedenen Phasen fließen.

Der angebotene Wechselstrom bietet allerdings nur eine definierte Phase. Er wird durch die Hauptwicklung geleitet. Für die Phasenverschiebung um 90 Grad des Stroms, der durch die Hilfswicklung fließt, ist der zwischengeschaltete Betriebskondensator verantwortlich. Verantwortlich für die Phasenverschiebung ist das elektrische Verhalten des Kondensators im Wechselstromkreis. Die Kapazität eines Kondensators für diesen Einsatz in einem „Einphasenmotor“ liegt üblicherweise zwischen 25 und 30 µF (Mikro-Farad) je kW Motorleistung, hängt aber von vielen verschiedenen Faktoren ab.

Daneben gibt es sogenannte Drehstrommotoren mit Steinmetzschaltung, die sowohl am normalen Wechselstromnetz als auch mit dreiphasigem Starkstrom betrieben werden können. Die Kapazität des Betriebskondensators dort liegt bei rund 70 µF pro kW Motorleistung. Betriebskondensatoren sind ständig im Stromkreis im so genannten Dauerbetrieb.

Motoren von Maschinen, die gegen einen hohen Widerstand anlaufen müssen, wie etwa Boden-Schleifmaschinen oder Kompressoren, verfügen zusätzlich über einen Anlaufkondensator. Dieser weist eine hohe Kapazität auf und ist nur in der Startphase des Motors aktiv. Danach sorgen Abschaltmechanismen wie etwa Fliehkraft-Schalter dafür, dass der Kondensator aus dem Stromkreis geschaltet wird. Passiert das nicht, können diese nicht für Dauerbetrieb geeigneten Kondensatoren durchbrennen. Sie dienen dazu, dem Motor ein besonders starkes Anlaufmoment zu geben – quasi einen Anschubser. Auf keinen Fall dürfen Anlaufkondensatoren als Betriebskondensatoren eingebaut werden, da sie nicht im Dauerbetrieb funktionieren.

Es gibt auch Motoren, die nur einen Anlaufkondensator besitzen, also nur einen Schubser zum Anlaufen benötigen und das Drehmoment im Betrieb ohne Kondensator erzeugen können. Diese kommen allerdings nur selten zum Einsatz.

In den meisten Fällen stehen alle Angaben zum Kondensator auf dem Bauteil selber. Dort angegeben sind etwa die Kapazität in Mikro-Farad (µF) und die Toleranz in +/- Prozent. Ferner die Bemessungs- oder Nennspannung in Volt (V) und eine Lebensdauerklasse in Stunden (h). Die Lebensdauer eines Kondensators ist allerdings immer auch von äußeren Einflüssen abhängig, etwa von der Umgebungstemperatur.

Die Kürzel AB oder DB geben die Betriebsart an. AB steht für Aussetzbetrieb und kennzeichnet Anlaufkondensatoren, die nicht für den Dauerbetrieb (DB) geeignet sind. Betriebskondensatoren tragen dementsprechend ein DB.

Ferner sollten sich entsprechende Prüfzeichen und Angaben zum Hersteller auf dem Kondensator wiederfinden. Gibt es diese Angaben nicht auf dem Bauteil selbst, stehen sie wahrscheinlich auf dem Typenschild des Motors oder auf einem eigenen Aufkleber im Bereich der Kondensator-Abdeckung. Zur Not hilft die Dokumentation des Motors. Auch die Internetseite oder Hotline des Herstellers ist eine mögliche Quelle, wenn Ihnen Informationen fehlen.

Wenn ich keine Angaben finde, kann ich sie berechnen?

Theoretisch ja. Als näherungsweise Faustformel, die aber sehr ungenau ist, gilt für einen Einphasenmotor 5µF Kapazität pro 100 Watt Motorleistung, für einen Drehstrommotor mit Steinmetz-Schaltung 7µF pro 100 Watt. Darüber hinaus gibt es Berechnungsmöglichkeiten, die näherungsweise von Drehmoment, Aufbau des Motors und Wicklungszahl der Haupt- und Hilfswicklung abhängig sind und für jeden Motortyp ganz konkret empirisch durch Messung gefunden werden müssen.

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