理论教育 电动自行车电机故障的诊断与排除技巧

电动自行车电机故障的诊断与排除技巧

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:用万用表检测换向器相对的两个铜片,若与其他部位电阻不同,说明换向片有故障。换向器问题 异响声与弹簧过硬、电刷磨损、换向器片间绝缘片鼓出及电枢有突出物等有关,检查并更换损坏的元件,故障即可排除。无刷电动机不存在换向器故障,除霍尔传感器外,其他故障与有刷电动机基本相同。

电动自行车电机故障的诊断与排除技巧

1.有刷电动机故障

有刷电动机的故障主要有:不起动、运转失常、过快、过慢、异响声及火花等。故障容易出现的部位是电刷换向器、绕组、刷握、弹簧、有齿轮传动的齿轮减速系统及磁钢退磁和轴承等。

(1)不起动 有刷电动机不起动的主要原因是断路。它有绕组断路、绕组与换向器间断路、电刷导线脱落、弹簧失效以及电刷或换向器磨损等。具体检修方法如下:

1)绕组断路。用万用表检测换向器相对的两个铜片,若与其他部位电阻不同,说明换向片有故障。可用一只表笔固定不动,另一只表笔左右移动。若指针读数有变化,说明这个铜片所接的线圈断开;若无论如何移动,阻值总是较大,则说明另一只表笔接触的换向片断路。

2)线圈与换向器铜片脱焊。其故障现象是运行中与线圈断路相同,检查时可用竹针拨动线圈端头与铜片的焊点部位,脱焊或虚焊处有活动迹象或立即分离,只要重新焊接即可。若是线圈断路,而且在绕组内部,则不好修复。若只有一两个断点,可以在换向片处给以短路连接;断点较多,只有更换一个绕组。

3)少数线圈断开。有时一两个线圈断开并不影响运行,只是速度和转矩下降,性能不稳。随着断开的线圈增多,电动机便无法起动。

(2)换向器问题 异响声与弹簧过硬、电刷磨损、换向器片间绝缘片鼓出及电枢有突出物等有关,检查并更换损坏的元件,故障即可排除。

(3)短路 电动机短路的主要原因是:①绕组的线圈短路;②换向器的铜片之间短路。

绕组短路与换向片间短路的不同点是:绕组短路表现为电流大,运行时火花较大。

查找短路点有以下两种方法:

1)绕组线路短路。绕组线路短路的查找方法有以下两种:

①对线圈圈数少、阻值小的绕组,用万用表检测换向器的电阻,将电动机接6V交变电源,以产生感应电动势,表笔检测相邻两个铜片间的电压,沿一个方向逐步移动。当测至相邻两铜片间时电压异常地变低(与其他不同),说明与表笔连接的线圈就是短路点。

②绕组使用细线且匝数较多、电阻值大的可用万用表检测。检测方法如下:

a.当绕组为波形绕法时,可以不打开电动机,将表笔接在电刷引线上,慢慢转动电枢,正常情况下所测电阻值应当一致。若发现某点异常,说明电刷接触的两个换向片就是短(断)路点。

b.当绕组为叠绕时,一般节距为1。可用万用表两表笔检测相邻两换向片间电阻,发现异常即确定为短(断)路点。

2)换向片短路。短路点在绕组外围容易处理,若在绕组内部则应视情况,重绕线圈或更换新电枢。

换向片短路主要是由于换向片之间绝缘槽内积存磨损下来的炭粉、铜屑,经反复运转压成密实的导电体,将相邻换向片短路。可用毛刷将换向器表面周围的炭粉清理干净,用一片与换向片间隔宽度相同的刮刀或钢锯条,仔细将槽内积存的炭粉积块刮除,一边刮一边用毛刷清理。对短路部分刮除后,再进行测试,直至所有短路部分解除为止。

注意:换向片与绕组的线圈是相连的,不焊开该点线圈,无法用万用表得出准确结果。无论是预先检测还是修整之后的检测,都应在与线圈断开状态下进行。处理完成之后,还要将断开点的原来换向片重新焊接起来,恢复原状。

(4)换向片接地 换向片与轴是绝缘的,绕组线圈与电枢铁心也是绝缘的,若发生异常,造成接地,电动机将不能正常运转。

排除方法是:将万用表的一表笔固定在轴(轮毂电动机则固定外壳上)上;另一表笔轮流测试每个换向片,电阻最小的一个就是短路点。

(5)电刷磨损 如果电动机有时电刷过软,有时进入硬杂物都会造成两者磨损。磨损后发生火花,消耗电能,功率降低,有时甚至运行不稳。

电刷磨损达到原设计长度的一半、接触面积小于总面积的75%时,就应当修理或更换。更换时不仅要注意电刷尺寸,还要选好硬度,否则换向片会很快被磨损,而换向片更换是比较麻烦的。电刷在更换前应当预磨一下,使电刷与换向片接触比较吻合,减少电耗和换向片磨损。

(6)换向片磨损 电动机换向器有布成平面的圆盘形和布在轴周围的圆柱形两种形式。形式不同,处理的方法也不相同。

换向片磨损与电刷磨损的后果相同,但换向片修理比电刷磨合难度大。磨损不严重的仍用细砂纸磨平砂光。不管是圆柱形换向器还是平面形换向器,磨合要正规合格,达到平、光、圆的要求。磨损严重的则应更换新的电枢。

按规定,换向片间绝缘层应比换向片低0.5~1mm,如果不符,就应当修整。修整的方法是用刮刀或钢锯条顺绝缘槽的方向进行锯割,直至绝缘云母低于换向片0.5~1mm为止。

2.无刷电动机故障(www.daowen.com)

无刷电动机的磁钢、绕组、霍尔器件和轴承等容易出现故障。无刷电动机不存在换向器故障,除霍尔传感器外,其他故障与有刷电动机基本相同。

(1)电动机通电后反应,但不转动 判断无刷电动机是否有故障,最简单的办法是将无刷电动机3根电源线并在一起短路,之后用手转动电动机。很费劲或转不动,说明电动机完好;若是3根线短路后能够转动或转动轻松自如,说明故障在绕组,要经过测定检查判断。

(2)霍尔传感器故障 霍尔传感器又称位置传感器,其故障主要是:传感器脱落、引线断开和霍尔集成电路失效等。

1)传感器一般都固定在电枢有引出线一端靠近磁钢的地方,若有脱落可用树脂将霍尔集成电路再次牢固粘贴在原来的地方即可。

2)引线断开,重新焊接。如果引线是在集成电路齐根处断开,只能更换。

3)霍尔集成电路失效。应先分清是电路内部还是工作电源故障,需要通过测定引脚电压来断定。具体测定方法如下:

传感器一般有3个引脚:一个是电源正极,另一个是接地,第三个是状态输出脚。只要确定了正极和接地极,剩下最后一个脚则是输出脚。打开控制器电源,使传感器能处于工作状态,找一块场强较高的磁钢,反复用N、S极接近传感器,用毫安表或信号测定仪测定输出极与地间信号的变化。它的信号简单,只有“有”和“无”两种,即1和0。S极时有信号1(+),对锁存型霍尔传感器,可以一直保存固定信号状态,直至用N极接近后信号才变为0(-),这是正常的。

若用S极或N极接近都没有任何信号,可确定霍尔集成电路失效,应当更换新的。有信号实际是高电平有电压输出,输出电压5~6V以上。无信号输出低电平,无电压输出。

另外可能是无电源,检测电源和接地间应有4.5V以上电压,否则,说明电源有故障。

注意:更换新传感器应和原传感器类型一致、型号一致,正反面方向也应当一致,以防引脚顺序搞错。

霍尔集成电路是矩形小方片,其中有一个角是缺角,焊开前只要认清缺角方向即可。另外,它的3根引线的颜色不一样,预先将颜色的顺序记清,再焊接时就不会错误。

(3)磁钢脱落 磁钢不能随意摔打和磕碰,以防意外退磁;也不应当长时间使磁钢处于开放状态,应尽快处理并将电枢送回外壳内,使磁钢形成闭合回路,否则,也会造成磁钢退磁。

磁钢脱落后,车轮每转一周,会出现一次金属摩擦声,对运行影响不大,只是速度减慢,耗电增大,但应及时进行修复。修复方法如下:

外磁转子内的磁钢N、S极是交替分布的(是弧形薄片),不用辨别正反,只需辨别方向,按照原来做好的标记,粘贴时与其他磁钢平齐一致,不突出或错位,以保证电动机的气隙和机械尺寸不受影响。

在磁钢粘贴好并等待彻底硬结之前,最好将电枢暂时装入外壳内。

电动机的有些故障与控制器有密切关系,分析故障时,不能只局限在电动机本身上,还有电源问题、线路问题等,比如,调速转把中的霍尔器件、磁钢也会脱落,霍尔器件线路断开等。

(4)调速转把故障 电动机不转的主要原因是:调速转把内的磁钢或霍尔器件脱落,霍尔器件线路断开。这类故障比电动机内部的故障多,而且经常没有任何手感或异常声音,在电动机控制异常情况下,应当考虑调速转把故障。它不属于电动机故障,但经常与电动机故障查找联系在一起。具体排除方法如下:

1)首先将调速转把与控制器间插接件拔下。

2)将调速转把固定螺钉拧松,调速转把从车把上退下来。

3)旋开调速转把自身螺钉卸下把套。卸时应记住把套内部件的位置,尤其是复位弹簧位置。

4)检查磁钢和霍尔器件是否脱落和移位。

5)若有脱落,可用树脂粘贴牢固。如果没有任何变化,可原封装回。

6)断线是极易发生的,将断线重新连接即可。但要注意线的长度不能影响与控制器相接。

如果线是从霍尔器件的根部断开,必须换一个同型号的霍尔器件。在粘接新器件前,注意缺角方位应与原来一致,3根引线按原来顺序焊进插接件上。

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