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小小霍耳作用大 全国摩托车维修俱乐部3492号会员 冯开德 带有自学习功能的全智能直流无刷电机控制器的出现，对于电动车维修人员更换电动车控制器来说是具有划时代的意义，以往我们在更换电动车控制器要考虑新控制器与损坏的原车控制器的相位次序是否一致，电子换相霍耳的角度和霍耳工作是否正常，还有刹车断电方式是否一样等诸多问题，相序不一致就要配合调整三只霍耳信号输出线的排列次序对电机主线的相序进行调整，以适应新控制器的工作模式，霍耳的角度不一样还要打开电机端盖调整三只霍耳中间一只的安装方向，霍耳失效或是损坏就要更换掉。自学习控制器具备相序自动识别，60度和120度霍耳自动识别，有无霍耳自动适应等功能和优点。让电动车控制器更换过程中的这些难题迎刃而解，凡事都是有它的两面性，有无霍耳自动切换在我看来并不是什么优点。 我们知道，电动车无刷电机是由定子转子电机端盖和各种支撑件组成，定子是电机本体相对静止的部分，由导磁的定子铁芯和导电的三组电枢绕组组成，转子是电机本体中转动的部分，由永磁体.导磁体和支撑件组成，永磁体是由很多块强磁铁镶嵌在转子内部表面而成，相邻的两块磁性相反。 当电机三组电枢线圈中都无电流通过时，此时的电机转子是处于自由状态，忽略刹车的作用和机械阻力，电机的转子应该可以在任意位置停下和转动，当电机接通电源后，绕组中通过电流，其产生的磁动势与转子的固定磁场相互作用形成电磁转矩。 电动车电机有三组线圈以一定次序依次通过电流，假如某个瞬间只有一组线圈通电，其它两组停止工作，也会在线圈中产生磁场，若此时形成磁场的磁极正好与转子上对应的强磁块的极性相同，则转子会被推向相邻磁极相反的强磁块处，由于没有运方向识别信号此时转动方向是随机的，如果不及时改变通过线圈的电流方向，电机就会因为定子与转子的磁极相反而被“吸住”，不再继续运转下去，幸运的是电动车的无刷电机有三组线圈交替工作，还在定子线圈的硅钢片铁芯表面设置了三个用于电子换相的磁感应元件霍耳。 控制器的工作电源是蓄电池组提供的直流电压，控制器根据电机霍耳元件所处的位置，借助PWM脉冲调宽电路来控制三相六组功率MOS管的开启与关闭，实现开关调制的作用来执行高频斩波将直流电调制成等幅不等宽占空比可调的矩形波电压脉冲，以达到控制频率电压电流的目的，从而有效的控制电机的电流和速度，在维持电动车无刷电机持续运转下去的过程中，霍耳的作用是举足轻重的。 但是在自学习智能控制器出现后，大多数电动车维修人员开始忽略霍耳的存在和作用，认为一只自学习控制器就可以包修一切电动车控制器的故障，很少有人再“浪费时间”去更换电机中坏掉的霍耳元件。 一辆踏板电动车在行驶过程中突然停止，电瓶正常，在别的维修部判断为控制器损坏，更换一只自学习控制器后，车主一直感觉车子在起步时总是先向后顿几下后再一下子向前冲出去才能正常行驶，骑行过程中如遇到上大坡电机有时会发出很大的“嗡嗡”声，劲头也不大，到原维修部换了几只控制器都无法排除故障。车主到我处检修，由于车子可以正常行驶，故判断电机线圈无故障，这故障是电机是电机霍耳的故障，用电动车霍耳检测仪检测，检测仪上三个霍耳指示灯都不亮，证实判断正确。拆开电机发现三只霍耳均已爆裂，看不出来原来的模样了，仔细检查原来是由于电机主线与霍耳电源线磨破串线了，原本工作电压为5V的霍耳由于承受了电机主线上过高的电压而炸裂，导致电子换相失效，更换霍耳复装电机，修复破损的线路，上路试车故障排除，车主很满意。 另一辆电动车在大雨中行驶涉深水淹没车轮和控制器，导致控制器烧毁，车辆推行沉重，车主费了好大劲才将车子推到维修部更换一只自学习无刷电机控制器后故障排除，可在接下来的半年里该车会不定期烧控制器，一连更换了好几个品牌的控制器也无济于事，来我处维修，根据以往的经验首先用霍耳检测仪检测电机霍耳，发现转动后轮霍耳检测仪的一个霍耳指示灯一直亮着没有变化，这表明电机中有一只霍耳短路，看来又要更换霍耳了，打开电机端盖一股黄铁锈色的水流了出来，电机线圈和转子永磁体都被锈蚀了，打磨清洗后更换一组霍耳和一只自学习控制器，骑行近一年再也没有烧过控制器。 上述两个故障实例可以看出霍耳在电动车电机中的作用是重要的，不是可有可无的，自学习控制器有诸多的优点，是科技进步的结果，但设计有霍耳无霍耳自适应功能不是方便维修人员在电机霍耳损坏后舍弃霍耳不用，而是让用户在行驶途中遇到霍耳损坏也可以跛行回家，让出时间到维修部更换修理。 第一个实例中一开始是霍耳损坏导致骑行过程中突然出现停车故障，更换自学习控制器电动车可以行驶，是控制器自动切换到无霍耳状态运行，使控制器忽略霍耳信号，但电机运行起来性能打了折扣，我敢断定原车控制器在正确更换电机霍耳元件后可以继续使用 。 在第二个实例中屡次损坏控制器和烧掉一只霍耳的元凶就是进入电机中的水，自然界中的水是导电的，电机线圈中的高电压通过水导向霍耳电路再进入控制器，烧掉控制器内部的电机霍耳供电电路部分的同时烧毁了电机中的一只霍耳。如果维修人员能够在更换完控制器后，松开电机端盖坚固螺丝看一下电机里是否进水，如若有水进行一下干燥处理，就能避免让维修陷入屡换控制器屡次烧毁的窘境。 霍耳元件有三个引脚，通常的表述是表面积小印有型号的一面为正面，正面朝上从左到右依次是电源正极，电源负极，信号输出极，在电动车不同的部位使用的霍耳是不一样的，用在转把上的是线性霍耳，它工作时输出的信号是一个连续变化的直流电压，用在电动车无刷电机上的是开关型霍耳，工作时输出极输出的信号是一个在0V或5V跳变的电压信号，两种不能混用。 用优利德UT203数字钳形表的二极管测量档检测，线性霍耳：1.红表笔接电源正极脚黑表笔接电源负极脚，阻值600欧左右，对调表笔测量的阻值要比这个数值小100欧左右。2.红表笔接电源正极脚黑表笔接霍耳信号输出脚阻值为将近700欧，表笔对调显示溢出。3.红表笔接霍耳信号输出脚，黑表笔分别接电源正负极两个脚，显示均为溢出。开关型霍耳：1.红表笔接电源正极脚黑表笔接电源负极脚，阻值900欧左右，对调表笔显示溢出。2.红表笔接电源正极脚黑表笔接霍耳信号输出脚，显示溢出，对调表笔同样显示溢出。3.红表笔接霍耳信号输出脚黑表笔分别接电源正负极脚，均显示数据溢出。通过再者的测量结果比较不难看出除了对应的测量数值线性霍耳比开关型霍耳均小200欧左右之外，最主要的区别在于线性霍的电源正负极间无论怎样对调表笔始终有五六百欧的电阻，而开关型霍耳在这两个极的测量中只有正向测量会显示阻值，对调表笔显示溢出。 另外电动车电机的霍耳有60度和120度两种排列方式，对应使用两种不同相位角的控制器，更换前首先要搞清楚原电机中的霍耳是怎样排列的，方法一.看原车控制器上的标注。二.使用电机霍耳检测仪检测。三.120度相位角的电机在控制器没有损坏时，打开电源断开霍耳插头转动转把电机无任何反应，60度的会出现电机想转但转不了的情形，四.拆开电机三只霍耳都是正面朝外为120度相位角电机，中间一只反转为60度相位角。 使用自学习控制器的只要安装上去的霍耳正常无损坏，霍耳的排列角度不必计较。 更换电机霍耳是一项细致而需要耐心的工作，拆下电动车后轮在电机端盖上做好记号，记住原来的装配位置防止复装电机后出现扫膛现象，松开电机出线端的一圈端盖紧固螺钉，两只手抓住外胎，缷掉紧固螺钉的一面朝上，找一块木板垫在地上，将电机非出线端的实心轴头猛的向木板上冲击，就能把定子线圈从磁缸中分离出来，一定要一次性顶出来，否则会被磁缸强大的磁力吸回去，对一些进水电机轴锈住了的电机一次性顶不出来就要小心了，停下来不要盲目操作，加点去锈剂等些时间再说，避免将线圈骨架冲击偏离电机轴向中心线，导致重装后电机扫膛或是报废。电机霍耳一定要三个一起更换，并且要求参数大体一致。剪断旧霍耳的引脚，用尖利而又坚硬的锥子一点一点的剔出旧的霍耳注意一定要将装霍耳的槽中的残留物清除干净，不然新的霍耳很难装进去，装上一组新霍耳，在每个霍耳上滴上一点502胶水，防止电机运转时霍耳脱落，依次按原来的排列顺序焊好三只霍耳的正负电源线和信号输出线，焊接时间一定要短。将电机定子线圈装到磁缸中，线圈会一下子被强大的磁力吸进去，要特别注意不要伤到手。按事先做好的标记装好电机端盖，紧固螺钉，装回电动车架即完成。 如何判断霍耳更换成功，不需要将定子线圈装回磁缸中加电验证，除了用万用表检测外，还有一种更简便的方法那就是连接好电机霍耳检测仪，用一小块磁铁在三只霍耳的表面划过模拟电机转子磁缸转动，如果检测仪上三个霍耳指示灯依次闪烁即表明更换成功。
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发表于 2016-3-21 19:40:27
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发表于 2016-4-25 23:40:09
