您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 质量控制/管理 > 电动自行车电气知识及故障检测与维修
您未来的价值源1/20电动自行车电气知识及故障检测与维修感谢您使用安乃达公司的产品前言电动自行车是以蓄电池作为辅助能源,具有两个车轮,能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。现在市场上电动自行车的部件主要包括:车身,电机,控制器,电池,充电器等。其本质就是一辆自行车和电机驱动系统的结合。作为一种新型的代步、运输工具,电动自行车因具有操作简单、绿色环保及舒适快捷等优点,在广大城乡得到快速普及。随着电动自行车拥有数量的增加,电动自行车的故障检测与维修知识也需得到相应的普及。电动自行车不是普通自行车和电气部件的简单叠加,而是通过系统设计将相关配套部件进行机电整合而成的。因此,当电机和控制器出现故障以后,怎样去判断故障点?怎样维修好电动车?就必须得掌握相关的专业知识,才能更有效率的完成维修工作。由于各制造厂家的设计和选用的驱动系统不尽相同,导致不同品牌,不同车型的电动自行车出现故障以后,如果没有专业的指导,将会给广大经销商和维修人员带来诸多不便。本文就上海安乃达驱动技术有限公司所生产的无刷电机驱动系统(包括无刷电机和无刷控制器)作一下简要的介绍,并对其出现的常见故障和日常维护作一下说明。上海安乃达驱动技术有限公司王静编制注:n文中指的“电机”和“控制器”若无特殊说明均指无刷电机和无刷电机控制器。n不同型号电机及控制器在电机结构、控制芯片、端口上有所不同,以下用括号说明,其它结构都相同。您未来的价值源2/20第一章电动自行车电气组成部分及原理第一节电机电机的分类1.按有无电刷分类(1)有刷电机有刷直流电机就是采用了碳刷的电机。有刷电机靠换相器和电刷配合来实现电流极性的交替转换,自动完成换相的。有刷电机有分为高速和低速两种。有刷电机外面有2根电机引出线。有刷电机优点是,驱动电路相对简单,过载能力强,容易控制。有刷电机缺点是,故障率较高,一是电刷容易磨损,其磨损不仅与时间有关,还与电流大小及电刷含金量有关。大部分电刷的使用寿命为2000h左右,碳刷磨损后,需将电机拆开跟换电刷。二是磁钢散热条件差,容易退磁。(2)无刷电机无刷电机是没有采用电刷换相的电机,无刷电机换相是采用霍尔元件实行。无刷电机有8条引出线。无刷电机优点是,由于此类电机取消了了电刷和换相器,所以不但降低了电机起步及骑行过程中的噪音,同时还延长了使用寿命。2.按有无永久磁铁分类(1)永磁电机永磁电机就是它的转子或定子只有一个是由漆包线绕制的绕组,而另外一个采用的是永久磁铁俗称磁钢。永磁电机分为有刷电机和无刷电机两大类。(2)串激电机串激电机没有采用磁铁,定子和转子分别采用了绕组,绕组为串联使用。定子绕组产生的磁场叫激励磁场。串激动电机有2根电机引出线。串激电机属于有刷电机。3.按转速分类电机按转速可分为高速和低速两中。一般把转速高于3000r/min的电机称为高速电机,低于1000r/min的电机称为低速电机。(1)高速电机因高速电机转速快,所以当高速电机用于电动自行车上时,需要通过齿轮和离合器进行减速。高速电机优点:电机功率较大,带载能力强。高速电机缺点:成本较高,机械噪音大。4.按轮毂分类电机按轮毂可分为分离式和一体式,分离式是通过辐条和钢圈相连,一体式是电机与钢圈直接相连。5.按相位角分类无刷电机按霍尔元件的电角度,可分为60°和120°电机。从外部区分的方法来看,电机内三个霍尔的状态,60°电机霍尔输出信号有000和111状态,即三个霍尔信号可以输出全低或全高的电平,但没有010和101状态;而120°电机霍尔输出信号有010和101状态,但没有000和111状态。第二节控制器您未来的价值源3/20控制器的主要作用是驱动电机运行,同时在转把的作用下,改变电机驱动电流,实现电机速度的调整。为了便于防水和散热,控制器一般都会被安装在一个铝质的密封盒内。控制器的分类:(1)按所驱动电机分类按所驱动的电机分为有刷控制器和无刷控制器两种。(2)按输出功率分类按输出功率分为大功率、中功率及小功率三种。(3)按输出电压分类按输出电压分为24V、36V、48V、60V及64V五种。目前市场上的电动车大都采用36V和48V两种。(4)按功能分类按功能可分为智能型(故障诊断、语音提示及有无霍尔切断等功能)和普通型等.第三节转把调速转把采用线性霍尔元件,来调节控制器PWM信号输出的,其输出电压是随着磁场线性变化的,当供电电压为5V时,霍尔输出信号电压在0.8V-4.3V之间变化。目前市场上的转把可分为二类:(1)普通型转把普通型转把只有调速功能,有三根引线:红(5V)、黄(地线)、绿(信号)。(2)组合型转把组合型转把不仅设置了调速功能,其左或右转把上还带有喇叭按钮、转向开关、大灯开关、三档开关及故障诊断按钮等。第四节刹把刹把的分类:(1)机械型机械型刹把就是一个机械开关,有二根引线,在不刹车的时候是常开或常闭的,刹车后通过机械开关的闭合或断开,给单片机传递刹车信号,从而使控制器停止工作。目前市场上使用的机械刹把大都为常开的。(2)电子型电子型刹把是利用一个开关型霍尔器件输出刹车信号的,此类刹把有三根引出线:红(5V)、黑(地线)、蓝(信号)。不拉动刹把时,信号线无刹车信号线输出,控制器驱动电机正常行驶。拉动刹把后,信号线输出刹车信号(高电平或地电平),控制器停止工作,松开刹把后,控制器继续工作。第五节助力传感器助力传感器的作用是,当踩动整车脚踏助力时,助力传感器能输出脉冲信号,驱动电机转动。反转脚踏板时,不可驱动电机转动。目前市场上控制器大都采用1:1的助力力距给电机供,即随着骑行脚瞪力距的大小,控制器按1:1电动力矩提供电机电流。第六节电池电池的作用是为电动自行车的行驶提供能源。电池的分类:(1)铅酸蓄电池铅酸电池具有充电快、可以大电流放电、性能稳定及价格低廉等特点,所以目前市场大都采用的是铅酸电池。您未来的价值源4/20(2)镍镉蓄电池镍镉电池具有重量轻、寿命长等优点,但其缺点为续行里程短、有记忆效应,目前市场上几乎不采用此类电池。(3)镍氢电池镍氢电池具有重量轻、寿命长、续行里程长及没有记忆效应等优点。但其价格较高。目前国内市场很少采用此类电池。(4)锂离子蓄电池锂离子蓄电池具有重量轻、寿命长、工作电压高等优点。其缺点为:有记忆效应、不能快速充电和大电流放电及价格高等。第七节充电器充电器的作用是为电池提供电能。充电器的分类(1)按输出电压高低,充电器可分为24V、36V、48V及60V等。(2)按输出功率大小,充电器可分为大功率、中功率和小功率三种。(3)按构成,充电器可分为变压器、可控硅和开关电源三种。(4)按功能,充电器可分为普通充电器和脉冲充电器两类。充电方式(1)二阶段充电模式先恒压充电,充电电流随着电池电压的上升逐渐减小,等蓄电池的电量补充到一定程度以后,电压会上升到充电器的设定值,随后进入涓流的浮充状态。(2)三阶段充电模式三阶段式充电器工作的第一阶段叫恒流充电阶段,第二个阶段叫恒压充电阶段,第三个阶段叫涓流充电阶段。充电阶段的转换是有充电器决定的。这个电流叫转换电流,也叫转折电流。对于电动自行车充电而言,转折电流通常为300mA左右。开始充电时,先以1.7A左右的恒流充电,迅速为电池补充能量;等电池电压上升以后,充电电流减小自动转为恒压充电,蓄电池继续得到的补充,电压上升的速度放慢,直到稳定;当充电电流小于300mA后,自动转为涓流充电,以保养电池和供给电池的自放电电流。您未来的价值源5/20第二章安乃达电动自行车驱动系统简介一、安乃达驱动系统包括:直流无刷电机、直流无刷控制器、直流有刷控制器及仪表等。图(一)直流无刷电机图(二)直流无刷控制器(1)图(三)直流无刷控制器(2)图(四)仪表二、电动自行车工作原理示意图您未来的价值源6/20三、电机电机的作用就是将电能转化为机械能,带动自行车前进。ANANDA无刷直流电动机主要采用轮毂式设计,其内定子是由电枢绕组、位置传感器、力矩传感器(智能型电机特有)和轴组成,而外转子主要由永久磁钢和外壳组成。轮毂式传动属于轴传动类型,其特点是传动效率高、造型精巧,不破坏自行车的传统结构,目前轮毂式传动的优越性已被越来越多的厂家所认同,已成为一种潮流,欧、美、日本采用者也越来越多。对比有刷直流电动机,无刷直流电机的工作原理与它基本相同,所不同的是电枢绕组的换相方式不同,有刷直流电机属于机械换向,无刷直流电机属于电子换向。无刷直流电机换向的原理是:首先由位置传感器霍尔检测出电机转子的位置,然后控制器根据已知的位置开通相应的回路,使定子绕组产生的电枢磁势和转子永久磁钢产生的励磁磁场在运行的过程中始终保持在90°的电角度,进行矢量控制,产生电磁力,从而使电机转子旋转,实现电能对机械能的转换。(1)ANANDA无刷直流电机接口电机三相线及霍尔输出信号线(2)电机转向的变换因为无刷电机的换相是由控制器来实现的,所以它的反转需要对调2组线,如下表箭头所示。电机端出线正转反转控制器出线霍尔2.8针6孔塑件红色红色红色霍尔2.8孔6孔塑件蓝色蓝色蓝色绿色绿色黄色黄色黄色绿色黑色黑色黑色电机三相子弹头插件蓝色蓝色黄色三相线绿色绿色绿色黄色黄色蓝色电机A相电机B相电机C相位置传感器A相位置传感器B相位置传感器C相您未来的价值源7/20(3)ANANDA电机霍尔测试仪的检测方法图(一)电机霍尔检测仪图(二)电机霍尔检测仪端口(1)1、红--电源5V2、蓝--A相信号输入3、绿--B相信号输入4、黄--C相信号输入5、黑--地线图(三)电机霍尔检测仪端口(2)l检测原理:正常情况下,电机的转动会引起位置传感器有规律的变化。在检测器上分别用红、绿、黄3个指示灯来表示位置传感器HA、HB、HC的状态,变化情况见下表:电源指示灯电源开关状态指示灯蓝线绿线黄线状态LED(红)LED(绿)LED(黄)1亮亮2亮3亮亮4亮5亮亮6亮返回第一种状态,如此循环下去。正转时指示灯变化情况蓝线绿线黄线状态LED(红)LED(绿)LED(黄)1亮亮6亮5亮亮4亮3亮亮2亮返回第一种状态,如此循环下去。反转时指示灯变化情况您未来的价值源8/20l检测步骤:A.将检测器上的2.8孔塑件与电机上的2.8针塑件对接,电机3相线悬空;B.打开检测器电源开关,这时3个指示灯的显示状态应该和图示的一种状态所对应;C.慢慢转动电机(人工手动),LED的变化随图示状态的变化而变化(如图顺时针或逆时针变化,由转动电机的方向来决定)。如果哪一个LED一致,则其所对应的那一路位置传感器就有问题,将其更换即可;D.所有信号都与图示的一致,表明电机位置传感器正常。LED变化顺序示意图l说明:■这里的正反转定义为:从电机的出线端看过去,逆时针方向为正转,顺时针方向为反转。■为核对方便,3个指示灯的上方有状态图与之对应,黑圈表示亮,白圈表示不亮。使用时,会随机出现一种状态,在图上找到与之对应的状态,然后慢慢转动电机,根据正反转寻找第2种状态,依次看下去。l检测器的维护 检测完电机霍尔之后,随手关掉电源,以延长使用寿命; 电位器和开关都是易损元件,不要在非工作状态下使用; 发现指示灯亮度明显变暗,请更换电池; 更换电池时注意不要拉断接线,引起不必要的麻烦。注意事项:n请不要将电机的信号线和相线连在一起,会造成传感器损坏。n电机相线任意2根连在一起,会导致电机转动产生阻力。您未来的价值源9/20l电机的检修A电机的拆装第3步:将电机从底座上拿下,用啄刀对准端盖和电机主体间的细缝,然后用锤子轻敲,使端盖慢慢分离,直到一字螺丝刀可以放进去为止;(智能型应先操作如左图所示)第1步:将电机按图所示安放在一底座上(底座要求有一直径>80mm、深度>100mm的孔),准备拆电机。为保护电机外观,建议在电机和底座之间垫一橡皮圈。第2步:卸下端盖上的固定螺丝。如遇滑丝、断丝等情况请寄回本公司维修。这样电机就被拆开来了位置传感器的位置可能在出线端,也可能在非出线端,视电机的型号而定,拆卸时应注意。第4步:将电机放于底座上,用2把一字螺丝刀在一条直径上分别在两端穿入,手向下用力(向上可能碰到漆包线)将端盖慢慢撬出
本文标题:电动自行车电气知识及故障检测与维修
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5381288 .html