根据传感器种类的不同,电动自行车上的调速转把分为光电式转把和霍尔元件式转把两种。目前电动自行车的调速转把基本上都是采用霍尔元件式转把。
(1)、霍尔调速转把的结构
霍尔调速转把由固定的转把座和霍尔元件、可转动手柄和磁钢等构成,又称为右把手组件。调速转把有3根电线,分别是霍尔元件的电源线正极线、负极线和调速信号输出线。常用的霍尔元件型号有SS49E、3503、3508、3515、3516、3517、3518等。霍尔调速转把的外形是多种多样的,不断出新,但其结构原理是不变的,引出线的长度根据车型的不同,联接用的插接件各个厂家设计也不相同。
霍尔元件装配在电动自行车的右把手座中,内置回位弹簧,自然状态时在弹簧预紧力的作用下,磁钢与霍尔元件相对应的位置输出的电压信号,控制器为无输出电流状态。转动调速转把后,霍尔元件的输出电压信号发生变化,根据旋转角度的逐渐加大,控制器输出的电压和电流也同步加大。
还有些调速转把组件在转把上加了一个机械开关按钮,利用此按钮作为模式转换按钮,用于1:1助力、电动转换,定速行驶、故障自检等功能的模式转换,使整车的实用功能更加丰富。
(2)、左把手组件
对应于车把的左半部分都装有由胶套和开关组成的左把手组件。它的外观造形式样一般跟调速转把相配套。根据电动自行车的车型不同,左把组件上还有各种开关按钮,如照明开关、喇叭开关、转向开关等。还有部分左把手组件是将上述开关制造成独立的组合开关组件跟左把胶套相配套使用。
照明开关控制整车前照灯和尾灯的亮灭。常用船式开关和按钮式开关两种。
转向灯开关控制着整车前后左右转向灯的亮灭。是一个三挡两位通开关,拨到右挡时接通前、后右转向灯,拨到左挡时接通前、后左转向灯,位于中间挡时左右转向灯都处于断开状态。
喇叭开关为机械常开按钮,控制喇叭电路的通断。按下按钮时开关接通喇叭电路,一松开按钮,在按钮内弹簧的作用下开关回位断开。
(3)、霍尔调速转把的信号特征
霍尔调速转把输出电压的大小,取决于霍尔元件周围的磁场强度。霍尔元件固定安装在右把手座中,在可转动的转柄中固定安装永磁钢。转动转把时,手柄上的磁铁会跟着转动,这样霍尔元件周围的磁场极性和强度就发生了改变,霍尔元件输出的电压随磁场的改变而发生变化。
电动自行车调速用霍尔元件属于线性型,即磁钢的不同磁极接近或离开霍尔元件时,霍尔元件输出的电压信号逐渐增大或减小。转动霍尔转把时,输出电压的改变有两种情况,一种是电压从低到高型,由于与电机速度变化对应,俗称正把。最常见的正把电压输出范围为1.0V~4.2V,。另一种是电压从高到低型,与电机速度变化相反俗称反把,最常见的反把电压输出范围为4.2V~1.0V。在这两种霍尔调速转把中,正把的使用占绝大多数。霍尔元件的供电电压一般为5V,三根导线中红线接+5V电源,黑线接负极,绿线为信号输出线。
(4)、霍尔调速转把信号的改制
调速把手霍尔元件的电压特性必须与控制器需要的电压特性一致。因为目前市场上通用的控制器绝大多数是识别1.0V~4.2V转把信号的产品。当电动自行车的转把或控制器需要维修更换时,如果把4.2V~1.0V调速转把接到1.0V~4.2V控制器上,就会出现一打开电源锁,电动自行车就会以最高速度转动,转动调速转把时则速度减慢,调速转把转动角度打到最大时则电机停止转动的现象。反之,如果将1.0V~4.2V调速转把接到4.2V~1.0V控制器上,也会出现同样的现象。一旦遇到调速转把信号与控制器不匹配的情况时,这就需要对调速转把进行改制,使其输出信号能跟控制器相匹配。
由于霍尔元件输出的电压信号高低与靠近的磁钢极性有关,因此我们只要将把手中磁钢的极性对调,即可达到改变调速把手的输出电压特性的目的。
将调速转把拆开,如果调速转把内有两个磁钢,分别将两个磁钢的极性都转180°再装好;如果调速转把内只有1个磁钢,将磁钢取出,反转180°后再装好。对调前可以用小铁件如大头针、回形针靠近磁钢表面,对磁钢的极性面进行确认。调换时需将磁钢固定可靠,适当采用胶粘贴,防止震动引起磁钢脱落松动,甚至出现卡死飞车的故障。按照拆卸的反顺序完成调速转把装配,这样就改变了调速转把里面霍尔元件工作磁场的起始位置,从而就实现了调速转把输出信号的改制。
(5)、调速转把的使用注意事项
调速转把作为电动自行车的速度调控器件,在行驶过程中需要频繁操作,是易损件之一。使用过程中应加强保护,操作时注意缓慢旋转,不要用力过猛,应轻旋轻放,以免损坏部件中的限位机构。避免撞击、防止车辆侧倒损坏。维修更换调速转把时,转把的调速信号必须与控制器配套,要严格区分正把与反把。在安装调速转把时,以固定螺钉能将调速转把固定即可,保证调速转把回位轻松可靠。插接件对插良好,若线束中的插接件有氧化、接触不良等现象时应及时排除或更换。
2、调速转把常见故障的检修
(1)、排除调速转把故障的步骤
调速转把出现故障将会导致调速不稳、电机不转或电机转个不停。在发现电机控制器操作异常的情况下,应考虑检查调速转把是否存在问题,所以经常将调速转把与电机、控制器的故障联系在一起分析查找。霍尔式调速转把多发的故障是:无电源、共用电源负极线断线、电源线与信号线短路、磁钢脱落、霍尔损坏、霍尔脱落、霍尔元件自身断线等。
调速转把故障排除时,先用万用表20V直流电压挡对电压信号进行检查,接通整车电源锁,检查5V直流电压是否正常,转动转把,检查信号线与霍尔电源负极线之间的调速信号电压变化是否正常。以进一步确定故障类别。拆卸维修故障调速转把的步骤如下。
①、将调速转把与线束的连接插件拔开。
②、将调速转把与车把固定的小内六角螺钉松开,从车把上取下调速转把。
③、将调速转把上的把套卸下,记住把套内部各零部件的位置,特别是复位弹簧的安装方式和位置。
④、采用焊接方式进行维修时,应使用中性助焊剂如松香,焊点不能过大,焊接牢固。焊点之间要求绝缘良好,可加套热缩套管或绝缘胶带包扎隔断,防止出现短路。
⑤、更换霍尔元件时,尽量选用同型号的线性霍尔元件,保证信号电压的变化范围与原把手一致。焊接时要按照原来的位置进行焊接,3根引线的位置不能出错。
(2)、调速转把调速不稳
因调速转把的故障导致的电机速度控制不稳,是因调速信号不稳所致。原因如下。
①、磁钢松动脱落,造成磁钢与霍尔元件相对的位置不稳定。磁钢脱落可能造成旋转把手时摩擦阻力加大。
②、霍尔元件松动、脱落。
③、霍尔元件焊接虚焊。
④、引线内部断线接触不良,时有时无。
(3)、电机、控制器正常,转动调速转把,电机不转动
由于调速转把的原因引起电机不转动的,主要为调速信号电压没有随转把的旋转发生变化,或因制动刹把的原因控制器不工作。
①、检查调速转把与线束的接插件是否有脱落现象,若有脱落,应重新插好。
②、检查制动握把是否正常,可以将制动握把与线束的插接件拔去,转动调速转把,若电机能转动,则说明制动握把故障,则检查制动握把的故障问题;若电机仍不转动,则说明是调速转把故障,应对调速转把进行故障的检查。
③、检查调速转把的引出线是否有断线现象,若有断线,应将断线重新焊接好。
④、检查调速转把的霍尔电源电压和霍尔信号电压是否正常,若不正常,应检查霍尔元件是否正常,如果霍尔元件损坏,也应按照调速转把故障的排除方法进行故障排除。
(4)、打开电源后电机自转
电机在没有旋转把手的情况自转提示为调速把手转速信号电压偏高,或控制器异常。
①、先观察调速转把回位是否正常。排除回位弹簧失效和转把卡滞、不回位的故障。
②、将调速转把线与线束的连接插接件拆开,如果电机不转,则故障在调整转把上,应对调速转把进行检查。
③、检查调速转把的电源电压是否正常,若不正常,则应检查控制器输出电压是否正常并排除。
④、检查调速转把的下调速信号电压值是否为1V,测量时可转动引出线,看电压是否波动。引出线破皮出现短路时常有电压波动,应排除短路故障点问题。
⑤、属霍尔元件损坏引起的调速信号异常,则应更换霍尔元件或更换调速把手。
(5)、调速转把旋转力不正常的故障检修
当调速转把受到意外损坏如车辆倒地或撞击时,易出现此故障。
①、旋转调速转把检查是否转动、回位是否灵活可靠。如卡滞,则用内六角板手,将螺钉稍稍松一点,调好转把再旋紧螺钉,使调速转把能转动灵活,回位自如。
②、检查调速转把的复位弹簧是否正常,是否有断裂等现象,若复位弹簧不正常或断裂,则应重新更换复位弹簧或更换把手。
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