理论教育 无刷直流电机故障排除实例

无刷直流电机故障排除实例

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:故障排除过程 该无刷直流电动机控制电路如图4-54所示。图4-59 由MC33033DW+IR2103构成的无刷直流电动机控制器电路图4-60 检测输入电压图4-61 检查电路板图4-62 滤波电容器C5、C6两端电阻值的测量图4-63 检测功率场效应晶体管5)用电烙铁焊开VF5、VF6引脚,然后再测滤波电容器C5、C6两端的电阻值,发现已恢复正常。 某电动自行车通电后无刷直流电动机不转,经检查蓄电池电压正常,转把无直流控制信号电压输出。

无刷直流电机故障排除实例

【例1】电动自行车的无刷直流电动机不转,转向灯和前照灯却能正常发光。

(1)故障排除过程

1)用数字万用表直流电压20V挡(见图4-48)测量转把信号输出电压,可在1~4.2V间变化,表明转把正常。

2)拆开仪表盘,找到电源插接器(见图4-49),测量转把和闸把开关的电源电压,为5V,表明控制器正常。

3)拔掉闸把开关插接器(见图4-50),电动机也未能转动,表明闸把开关正常。

4)打开电源开关,转动转把,再转动后轮,电动机可起动,但出现“哒哒”的异常噪声,同时整车振动。

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4-48 选择直流电压20V

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4-49 拆卸仪表盘固定螺钉

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4-50 拔掉闸把开关接插器

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4-51 拆卸固定螺钉

5)拆卸电动机(见图4-51和图4-52),检查霍尔元件,发现其中一个霍尔元件烧毁,如图4-53所示。

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4-52 从电动机轴上取下左侧盖

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4-53 电动机上的霍尔元件

(2)维修措施 将三个霍尔元件同时更换。

【例2】 将某电动自行车的电源打开,转动转把时无刷直流电动机不转动。

(1)故障排除过程 该无刷直流电动机控制电路如图4-54所示。

1)检查控制器电源输入电压,为47.9V(见图4-55),正常。其输出电压也正常,即转把和闸把电源电压都为5V。

2)将电动机与控制器从插接器处分开,如图4-42所示,用数字万用表电阻200Ω挡测得三根主相线间的电阻值都为0.5Ω(见图4-56),表明电动机绕组正常。

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4-54 无刷直流电动机控制电路

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4-55 检测输入电压

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4-56 检测电动机相线间的电阻值

3)将万用表的红表笔接霍尔电源红色线,黑表笔分别接黄、蓝、绿色霍尔相线(见图4-57),其电阻值基本一致,对调黑、红表笔后,所测电阻值也基本相同表明电动机霍尔线路正常。

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4-57 检测霍尔元件相线

4)将左闸把开关引线从插接器处拔下,更换一只新的闸把开关(见图4-58),然后打开电源开关,转动转把,电动机正常转动。

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4-58 更换转把

(2)维修措施 更换一只新的闸把开关。

【例3】 某电动自行车整车无电,在电动自行车充电插孔处测得蓄电池无电压,拆解蓄电池盒检查,发现熔断器已烧毁。

(1)故障原因 该控制器是由MC33033DW+IR2103构成的无刷直流电动机控制器,其电路如图4-59所示。导致蓄电池盒内熔断器烧毁的原因一般是电气系统中有短路现象。通常有以下几种情况:

1)整车的供电线路中存在正、负极短接的情况,一般是导线破损与金属接触而出现“搭铁”现象。

2)控制器内部与正极相连的元器件贴近外壳,造成短路。

3)控制器内部的滤波电容器C5、C6击穿,造成正、负极短路。

4)控制器输出端的某一相高、低端功率场效应晶体管同时击穿造成正、负极短路。

(2)故障排除过程

1)测得供电系统正、负极间的电压值为0V(见图4-60),确定电路中存在短路现象。

2)断开控制器的供电插头再测,发现供电系统正、负极间电压值恢复正常,断定故障在控制器内部。

3)拆开控制器先观察拆开的电路板(见图4-61),没有发现有元器件与外壳相碰,然后测得滤波电容器C5、C6两端的电阻值为0Ω,如图4-62所示。

4)分别测量三组高、低端功率场效应晶体管VF1~VF6D/S极间的电阻值,发现VF5和VF6击穿,如图4-63所示。

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4-59MC33033DW+IR2103构成的无刷直流电动机控制器电路

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4-60 检测输入电压

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4-61 检查电路板

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4-62 滤波电容器C5、C6两端电阻值的测量

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4-63 检测功率场效应晶体管

5)用电烙铁焊开VF5、VF6引脚(见图4-64),然后再测滤波电容器C5、C6两端的电阻值,发现已恢复正常。

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4-64 焊开功率场效应晶体管引脚

6)检查与VF5,VF6相关的其他元器件,没有发现损坏现象,于是更换VF5、VF6和熔断器后通电试车,电动自行车能够正常行驶。

【例4】 某电动自行车接通电源后能够看到电量显示正常,但转动转把后电动机没有反应。

(1)故障原因 上述故障原因通常有以下几点:

1)闸把开关损坏,使电动自行车始终处于制动断电状态。

2)转把损坏,无直流控制信号电压输出。

3)小信号电压电路异常,造成转把、控制器内部的各个IC均得不到工作电压。

4)主控芯片IC1工作异常,无高、低端的PWM励磁脉冲信号输出。

5)控制器内部的保护电路(蓄电池欠电压保护、控制器过电流保护)动作,使IC1停止输出PWM励磁脉冲信号。

(2)故障排除过程

1)拆出控制器(见图4-65),再使闸把开关脱离电路,电动机仍然不转。

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4-65 将电动机控制器拆出

2)测量转把的输出直流控制信号电压(见图4-66),也未发现异常。

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4-66 测量转把的输出直流控制信号电压

3)拆开控制器,测量IC1的①脚、②脚(见图4-67)、⑮⑮ᣘ脚、⑮ᣘ⑯脚、⑮ᣘ⑰脚、⑮⑳ᣡ脚,均无高、低端励磁脉冲信号输出。

4)检查IC1的⑮ᣘ⑭脚供电电压,正常,⑦脚也有6.25V的基准电压输出(见图4-68),⑧脚的锯齿波振荡脉冲也正常,随后在测量⑨脚和⑮ᣘ⑲脚电位时发现此两脚电位仅为0.6V左右。

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4-67 测量IC1相关引脚

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4-68 测量IC1⑦脚电压

5)断开VD1(3)、VD14后,⑨脚和⑮ᣘ⑲脚电位恢复到正常数值。VD1(3)、VD14的导通受蓄电池欠电压保护电路控制,由于蓄电池电量正常,说明欠电压保护电路出现故障。

6)最后对IC5、R1(2)、R1(3)、R14等元器件进行检查,发现IC5外围元器件正常而IC5性能不良,更换IC5后,电动自行车恢复正常。

【例5】 某电动自行车通电后无刷直流电动机不转,经检查蓄电池电压正常,转把无直流控制信号电压输出。

(1)故障原因 造成转把无直流控制信号电压输出的原因通常有以下几点:

1)转把内部损坏。

2)转把与控制器之间存在断路现象。

3)转把的供电端无工作电压,应检查IC1和限流电阻器R17。

4)控制器内部的小信号电压产生电路异常,导致无+15V电压产生。

(2)故障排除过程

1)检测转把的供电端电压,为0V,如图4-69所示。

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4-69 检测转把输入电压

2)检查转把与控制器间的导线、插接器,都正常。

3)测量发现控制器无驱动电压输出,于是打开控制器,如图4-70所示。

4)测得IC1的⑦脚电位为0V(见图4-71),引脚的15V供电电压正常,故判断IC1损坏,更换IC1后,电动自行车恢复正常。

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