【例1】 配置有刷电动机的某辆电动自行车在平路上行驶时无力,行驶速度缓慢。
(1)故障原因 上述故障的原因有以下几点:
1)电动自行车行驶阻力较大。
2)电动机电刷过度磨损或电刷弹簧弹力减弱。
3)电动机磁钢脱落。
4)电动机绕组断路或严重短路。
5)换向片严重烧蚀或短路。
(2)故障排除过程
1)支起电动自行车主支架,用手转动前轮和后轮,感觉阻力不大,表明行驶阻力过大。反复握紧或放松闸把,再次转动前轮和后轮,发现阻力也不大,表明制动器无阻滞现象,如图3-115所示。为了确认问题是出现在控制还是电动机,于是拆解电动自行车。
图3-115 用手转动前、后轮
2)首先将电动自行车的供电部分即蓄电池拆下,如图3-116所示。
3)拆出控制器,如图3-117所示。导出控制器引线,用万用表测量控制器向电动机输出的电压,如图3-118所示。若其正常,则表明故障在电动机。
4)从弹头与弹壳处拔下电动机与控制器的连线,用万用表电阻挡测量电动机正、负极引线间的电阻值。边转动后轮边测量,所测电阻值在0~8Ω间跳动(见图3-119),表明电刷与换向器接触不良。
5)分解电动机的过程参照无刷电动机的拆卸过程(参见3.2.4节)。
6)仔细检查,发现换向器上污物较多,电刷因磨损而变短(小于原长度的2/3),
图3-116 拆下蓄电池
图3-117 拆出控制器
导致电动机转动时电刷跳动。
按图3-120所示方法,用棉纱擦净换向器上的异物,同时更换同规格的电刷,装复所拆各件,故障现象消失。
【例2】 某电动自行车在一次骑车途中动力突然下降,最近充足电后行驶里程严重缩短,并伴有电动机过热现象,脚踏骑行时也较费力。
(1)故障原因 由上述现象分析,该故障与电动机控制电路无关,故障原因可能有以下几点:
图3-118 检测控制器向电动机输出的电压
图3-119 测量电动机的正、负极电阻值
图3-120 用棉纱擦净换向器上的异物并更换电刷
1)电动机绕组短路。
2)电动机转子与定子发生摩擦。
3)电动机磁钢脱落。
4)电动自行车行驶阻力过大。
(2)故障排除过程
1)首先将电动自行车主支架支起,转动转把,发现电动机转速的确较低,并伴有摩擦异响。
2)转动前轮较为轻松,但转动后轮时感觉阻力较大。
3)接着检查后制动装置(见图3-121),发现其处于良好状态,表明故障在电动机内部。
图3-121 检查后制动装置
图3-122 拆卸后轮附件
4)向前后转动后轮时都有阻力,中间有间隙,初步判断为电动机磁钢脱落。
5)将链条钳断(见图3-122a),用扳手将后轮脚蹬的固定螺钉拆下(见图3-122b),然后将后轮支架拆下,如图3-122c所示。
6)将另一侧后轮附件的固定螺钉拆下,如图3-123所示。
图3-123 拆卸后轮附件的固定螺钉
7)将电动自行车支架撑起(见图3-124),然后取下后轮。
8)在拆卸电动机前应在适当部位做标记,防止回装时搞错,主要是电枢轴的方位不要错,以免车轮倒转。
9)将拆开的电动机中的电枢拿出(见图3-125),将脱落的磁钢轻轻取出。
10)给脱落的磁钢做标记,记清它的朝向,防止粘贴时弄错方位,然后检查壳内的锈蚀情况,电枢上是否有脏物,如图3-126所示。
用毛刷将壳内扫一遍,再将里外清理干净,并用抹布擦拭浮锈,必要时用细砂纸磨出光面。对于脱落的磁钢,也应对其进行擦拭和抛光。
不可随意摔打和磕碰磁钢,以防止意外退磁,也不应长时间使磁钢处于开放状态,应尽快将电枢装回外壳内,使磁钢形成闭合回路,否则也会造成磁钢退磁。外磁转子内磁钢的N、S极是交替分布的,并且它们是弧形薄片,不用辨别反正,只需辨别方向。按照原来做好的标记粘贴磁钢,要求粘贴后和其他磁钢平齐一致,做到不突出或错位,以保证电动机的气隙和机械尺寸不受影响。
11)静置24h后,检查粘贴情况,若确实粘牢,则工作即告完成,然后将电动机装复。
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图3-124 将电动自行车支架撑起
图3-125 电动机中的电枢
图3-126 检查壳内的锈蚀情况
注意:
在磁钢粘贴好并等待彻底牢固之前,最好将电枢暂时装入外壳内。
【例3】 某电动自行车行驶无力并伴有振动,且达不到最高车速,多次损坏控制器。
(1)故障原因 引起上述现象的原因有以下几点:
1)换向器磨损。换向器磨损后使换向片间的云母绝缘突出而高于换向片,引起电刷跳动,在电刷和换向器间产生大量火花。
2)电刷严重磨损或电刷弹簧弹力不足,使电刷与换向片间的接触压力时大时小,造成电刷跳动而产生火花。
3)绕组或换向片短路、断路或电刷严重跳动,都会造成火花连续不断,火花过多时成为连续火花,最终变成环火。
(2)故障排除过程
1)分解电动机。
2)发现换向器因严重烧蚀而凹凸不平,其外形如图3-127所示。电刷和换向器间的接触面积减小,电刷弹簧由于换向片间的火花或环火温度较高而失去弹力。
图3-127 受损的电刷和弹簧
3)用万用表检测电枢绕组(见图3-128),未发现短路或断路现象。
4)需要更换电动机内的电刷和电刷弹簧,并用细砂纸对换向器上的烧蚀物进行磨平抛光(磨时要达到平、光、圆的要求),然后装复所拆各件进行试验,故障现象消失。
【例4】 某电动自行车加速性能差,且不能达到最高车速,电动机空转时转动缓慢、无力。
(1)故障原因 电动机转动缓慢的原因在于电源电路、电动机或其控制电路,其中任何一处出现故障都可导致上述现象发生。
(2)故障排除过程
图3-128 检测电枢绕组
1)打开电源开关后拨动转向开关(见图3-129),转向灯正常闪烁(见图3-130),仪表盘内的电源指示灯也能正常发光。
图3-129 打开电动自行车电源
图3-130 检查转向灯
2)用万用表电压挡测得电动自行车充电插孔中两极间的电压为48V(见图3-131),表明电源电路有故障。
图3-131 测量电动自行车充电插孔的两极电压
3)转动转把,用万用表电压挡测得控制器向电动机输出的电压为42V(黑表笔接电动机的黑色线,即接地线;红表笔接电动机的红色线,即正极线),表明电动机的控制电路无故障,如图3-132所示。
图3-132 检查电动机供电端
4)分解电动机,看到换向片间的绝缘槽内积存了很多炭粉和铜屑。
5)经检查,绕组没有短路、断路现象,电刷也未超过磨损极限,但换向片的绝缘槽内积存的炭粉和铜屑可能引起换向片短路。
6)首先用毛刷清除换向片周围的电粉,用一片与换向片间隙差不多的刮刀或锯条,将积存在换向片间的炭粉和铜屑清理干净。
7)对短路部分处理后,再进行测试,短路现象消失,故障排除。
【例5】 某电动自行车在坡度较大的路面上长时间骑行后,转入平地上行驶时动力下降,行驶缓慢。
(1)故障原因 一般电动自行车禁止长距离爬坡,特别是爬陡坡,否则会引起电动机工作电流过大。当电动机大电流工作时间较长时,会造成某些部件损坏,甚至烧毁电动机绕组。引起上述现象的原因有以下几点:
1)电动机绕组匝间短路或绕组烧毁。
2)控制器性能变差。
3)制动器拖滞。
4)车轮轴承转动不灵活。
5)车胎气压过低。
6)转把故障。
(2)故障排除过程
1)首先支起电动自行车主支架,前后转动前轮和后轮,感觉阻力适当,表明车轮轴承转动灵活。
2)反复握紧和放松左、右闸把时再次转动车轮,阻力没有增加,表明制动器不拖滞,然后拆卸控制器,如图3-133所示。
3)更换新的控制器后故障依旧,并未好转,于是断电后按图3-134所示方法,用万用表兆欧挡测得该电动机的绝缘电阻值为3MΩ,表明电动机绕组对地不存在短路现象,估计是电动机绕组烧毁导致匝间短路,最终影响电动机的功率。
4)拆开电动机,发现一相绕组呈褐色并有焦味,绕组表面的绝缘漆有烧焦现象(见图3-135),决定更换绕组。
5)其实可以按原绕组的线径、匝数、线制方向重新绕制,然后浸漆、烘干,再装复电动机。但事实上在维修时大都直接更换电动机,更换后故障现象消失。
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