電動(dòng)自行車用電機(jī)原理與維修

1、電動(dòng)自行車用電機(jī)原理與維修編者按： 綜觀業(yè)內(nèi)有關(guān)電動(dòng)車維修的各類書籍，對(duì)電動(dòng)車電池的種類、構(gòu)造、工作原理、常見故障與維修的知識(shí)介紹很多，但是對(duì)電動(dòng)車用電機(jī)的有關(guān)知識(shí)介紹卻很少，本刊編輯部特收集了比較系統(tǒng)全面的電機(jī)知識(shí)，以供業(yè)內(nèi)正在為其感覺遍尋無處的人士解渴、過癮。 一、車用電機(jī)種類和構(gòu)造 電動(dòng)自行車車用電動(dòng)機(jī)有兩大類，五個(gè)品種。兩大類是：有刷電機(jī)和無刷電機(jī)；五個(gè)品種是有刷電機(jī)有齒輪傳動(dòng)和無齒輪傳動(dòng)，無刷電機(jī)有傳感器、無傳感器和盤形電樞齒輪減速無刷電機(jī)。 1輪轂式有齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī) 該電機(jī)一半是盤形電樞有刷電機(jī)，另一半是齒輪減速兼?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)（圖4-1）。盤形電樞是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，構(gòu)造圖4-1

2、 b。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是通過軸傳遞給第一級(jí)齒輪，經(jīng)齒輪減速帶動(dòng)輪轂外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4-1 輪轂式有齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造圖（a）磁鋼排列的方法 （b）電機(jī)剖面圖 有刷有齒輪轂電機(jī)的盤形電樞，是薄片形，體積很小，重量特輕，安裝方便。繞組編制好之后，用樹脂加玻璃纖維放進(jìn)模內(nèi)熱成型，之后在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速旋轉(zhuǎn)，試驗(yàn)2min，偏轉(zhuǎn)、跳動(dòng)和電樞的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)當(dāng)合格。 電機(jī)在運(yùn)行中由于電刷和換向器摩擦，又有齒輪嚙合減速，所以有刷電機(jī)的聲音比無刷電機(jī)聲音大。 2輪轂式無齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī) 為了適應(yīng)輪轂結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化電機(jī)，將有刷電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成電樞放在外邊做轉(zhuǎn)子，磁鋼放在電機(jī)之內(nèi)做定子，多塊磁鋼配多個(gè)繞組，

3、組成轉(zhuǎn)速為180r/min左右的低速電機(jī)。圖4-2 輪轂式無齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī) 由圖4-2a中看到這種電機(jī)外轉(zhuǎn)子中尚未經(jīng)過壓力整形的電樞繞組，在繞組以內(nèi)是平面環(huán)狀整齊排列的換向片。圖4-2b是放在外轉(zhuǎn)子上的間隔排列著10塊磁鋼的定子，在中間的轂板上開有兩個(gè)孔，電刷的刷握就設(shè)在孔的背側(cè)，電刷帶著導(dǎo)線被彈簧從刷握中彈出。 從圖中能看到定子的軸端套有一個(gè)螺母，防止在加工中損傷軸的螺紋，把電刷整理好裝入刷握中，將這一端送進(jìn)圖4-2a的孔中，電刷就可以接觸在換向器平面 上，借助彈簧的彈力，對(duì)換向器壓緊，而磁鋼正好進(jìn)入外轉(zhuǎn)子繞組中，只留一個(gè)很小的環(huán)形氣隙。這個(gè)環(huán)形氣隙的直徑越大，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也越大。

4、 3無刷直流電動(dòng)機(jī) 把無齒輪傳動(dòng)的有刷直流電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子內(nèi)外對(duì)調(diào)，將繞組改成三個(gè)相做定子，磁鋼裝在電機(jī)外殼內(nèi)，取消電刷和換向器，在電樞繞組中間安裝三個(gè)霍耳傳感器，這 就成為一臺(tái)無刷直流電動(dòng)機(jī)。它的外形與圖4-4相同。電樞內(nèi)定子如圖4-5a所示，從圖中可以看到繞組嵌入定子鐵心后的形狀，三相繞組引線經(jīng)壓板固定后， 從軸的一端空心引出，從軸的兩端部各銑出對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平面，可以裝入車的前叉或后叉的叉口內(nèi)，上緊螺母，在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生反力矩。對(duì)有傳感器的電樞，3個(gè)霍耳傳 感器按120均勻安裝在繞組有引線一端貼近外轉(zhuǎn)子磁鋼的地方。每個(gè)傳感器有3根引線，其中電源線和地線是共用的，合并后變成5根總引線，與繞組引線從軸

5、 孔中引出。圖4-3 輪轂電機(jī)外形圖4-4 無刷電機(jī)繞組定子和外磁轉(zhuǎn)子及其磁鋼排列 無刷直流電機(jī)的外轉(zhuǎn)子由720對(duì)或更多的n、s極互相交替的釹鐵硼磁鋼強(qiáng)度的磁場(chǎng)強(qiáng)度高，相對(duì)價(jià)格也較低。釹鐵硼磁鋼的居里點(diǎn)低，但外殼的散熱條件好。 相反，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子或內(nèi)磁定子則采用居里溫度較高的磁鋼如釤鈷合金或其他磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足要求的磁鋼，要求居里溫度應(yīng)不低于400。 4無刷有齒輪減速電機(jī) 和有刷盤形電樞有齒輪傳動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，它也有一個(gè)靈巧的盤形電樞，甚至磁鋼排列也是一致的，本質(zhì)區(qū)別是它沒有換向器，有霍耳位置檢測(cè)裝置。它們更大 的區(qū)別在控制器，有功率換向電路為電樞的每個(gè)相提供電流，有霍耳信號(hào)譯碼和編碼，以根據(jù)檢測(cè)

6、到磁鋼n極位置，確定供電相位或方向。簡(jiǎn)單地講，它具有有刷有 齒輪傳動(dòng)電機(jī)的構(gòu)造，卻又有無刷電機(jī)的原理。二、電機(jī)的檢查和測(cè)量 （一）準(zhǔn)備工作 電機(jī)檢查和測(cè)量需要的工具，根據(jù)自己的規(guī)模和修理能力而定。本文按全面檢測(cè)車用電機(jī)要求介紹，不一定所有的維修站都按照介紹來裝備。至于個(gè)人，無論是業(yè)余修理還是進(jìn)行研究，更得從自己長(zhǎng)遠(yuǎn)打算和需要而定，請(qǐng)不要盲目設(shè)置，與朋友交換使用是最經(jīng)濟(jì)合理的辦法。 1常用工具 首先應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備一些常用的、不可缺少的修理工具，拆卸電機(jī)還要準(zhǔn)備鋁合金（或銅）扁鏟，拆解電機(jī)殼蓋，要用比電機(jī)外殼材質(zhì)軟的工具，防止沖傷電機(jī)外殼。 2拉軸器 是拆卸軸或軸承的工具，又稱拉拔器。 3儀器設(shè)備 萬用

7、表（50mf級(jí)）、50v電壓表、10a電流表、開口變壓器、轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)矩傳感器或電機(jī)檢測(cè)儀、可調(diào)電源箱等。 4參考配置的儀器 如繞組匝間耐壓測(cè)試儀，短路測(cè)試儀，線圈圈數(shù)測(cè)量?jī)x，電樞檢測(cè)儀等。電機(jī)轉(zhuǎn)速是檢查電機(jī)時(shí)經(jīng)常要掌握的，轉(zhuǎn)速儀有接觸式和非接觸式。接觸式轉(zhuǎn)速儀不適于輪轂電機(jī)測(cè)試，應(yīng)使用非接觸式，有條件的可購(gòu)置一臺(tái)非接觸式高精度激光轉(zhuǎn)速表。 （二）電機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目 車用直流電動(dòng)機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目主要著重于性能方面，性能檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)問題，再進(jìn)一步測(cè)量和分析，如繞組、換向器、軸承，以及轉(zhuǎn)子和電樞中心偏斜率、氣隙等。有些 項(xiàng)目是大型電機(jī)或是制造廠執(zhí)行的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)谑褂煤托蘩碇杏械牟槐匾?，有的做不到。車?/p>

8、電機(jī)修理應(yīng)當(dāng)按實(shí)際需要，根據(jù)自己的能力和條件而定。力學(xué) 和特性方面的檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)包括轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、效率、時(shí)間常數(shù)、堵轉(zhuǎn)電流等。目前已經(jīng)有許多種檢測(cè)電機(jī)的儀器設(shè)備產(chǎn)品，而且技術(shù)相當(dāng)完善，可以完成從自動(dòng)測(cè) 量、計(jì)算、分析、得出結(jié)果，到打印等全部工作。 1電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量 有接觸式和遙測(cè)式。接觸式的，如手持轉(zhuǎn)速表可以用于柱式電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心進(jìn)行檢測(cè)；車用輪轂電機(jī)則可用遙測(cè)式轉(zhuǎn)速表測(cè)量。遙測(cè)的也就是非接觸式的，有幾種可以使用： （1）數(shù)字式轉(zhuǎn)速表：這種表的原理是將物體的轉(zhuǎn)速變成脈沖，測(cè)量脈沖頻率，即得到轉(zhuǎn)速。這類轉(zhuǎn)速表有磁電式、電容式、霍耳元件式和光電式。常用的是光電轉(zhuǎn) 速表，如dt223

9、4a型，有56000r/min和100010000r/min兩種。缺點(diǎn)是需要反光紙。反光紙是消費(fèi)品，需要更換。 （2）較好的是頻閃式儀器：這種轉(zhuǎn)速儀用途廣泛，操作簡(jiǎn)單，體積小，量程寬，精度高，用閃點(diǎn)測(cè)量可達(dá)150000r/min，精度為1%，不用接觸即可測(cè)量物體轉(zhuǎn)速。2電機(jī)轉(zhuǎn)矩測(cè)量 （1）輪轂電機(jī)檢測(cè)分析儀：如圖4-8所示，這是一臺(tái)功能相當(dāng)理想的電機(jī)檢測(cè)設(shè)備，它可測(cè)定電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速何效率等項(xiàng)目。設(shè)備分兩部分：一是數(shù)據(jù)測(cè)取部分 轉(zhuǎn)矩傳感器；一是根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)果的部分電腦分析儀，實(shí)際是安裝了專用軟件的電腦，它可用鍵盤操作設(shè)定要進(jìn)行測(cè)定和分析的項(xiàng)目，也可用 鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇窗口中的項(xiàng)目，檢測(cè)結(jié)

10、果顯示在屏幕上，也可打印出來。圖4-8 電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)檢測(cè)分析儀（a）轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)試儀 （b）電腦分析儀 直流電動(dòng)機(jī)檢測(cè)時(shí)還需測(cè)定功率、效率等，需要電源，想精確地測(cè)量就得用標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)電源箱。整個(gè)測(cè)試過程如圖4-9所示。當(dāng)測(cè)試全過程完成后，電腦屏幕上可顯示各種分析數(shù)據(jù)和特性曲線，還可將結(jié)果打印出來。圖4-9 電機(jī)檢測(cè)儀工作流程 根據(jù)公式t=9.55p/n，可知轉(zhuǎn)矩t與功率p成正比，與轉(zhuǎn)速n成反比。而p=ui，即功率p也與電壓u和電流i成正比，效率則是在某區(qū)段是上升的，超過某點(diǎn)則效率下降。 （2）渦流測(cè)功機(jī)：又叫渦流閘、渦流測(cè)矩器。適用于測(cè)定靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，對(duì)小功率電機(jī)，加配一臺(tái)測(cè)力傳感器后也能測(cè)定

11、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩。其構(gòu)造如圖4-10所示。圖4-10 渦流測(cè)功儀兩視圖視圖4-10a中，1是接受電機(jī)轉(zhuǎn)矩的軸，1軸帶動(dòng)圓鋼盤5在極靴10內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，10通過連接橫桿11與可偏轉(zhuǎn)的磁極2相連。從圖4-10b中又看到，磁極 是兩組并互相垂直，每個(gè)磁極兩端各配有線圈，對(duì)線圈通電可產(chǎn)生磁通，通過四個(gè)橫桿11傳遞給四對(duì)極靴10，由于極靴存在磁通，圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦流，并帶 動(dòng)極靴轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，極靴則又帶動(dòng)磁極和固定磁極的軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸9的端部安裝有指針8和平衡錘4，根據(jù)圓盤渦流的大小，指針和平衡錘從靜止位置隨轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)，指示刻度盤3上的讀數(shù)值，這就是測(cè)定的轉(zhuǎn)矩。其中的平衡錘、刻度和勵(lì)磁線圈的電流都是預(yù)先經(jīng)過試驗(yàn)確

12、定的，并分幾個(gè)檔次的備件待用。 這種轉(zhuǎn)矩測(cè)功機(jī)雖然結(jié)構(gòu)形式老些，精度不十分精確，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，調(diào)節(jié)平滑，造價(jià)不高，特別適用。 （3）新型電機(jī)檢測(cè)儀：新型檢測(cè)儀器測(cè)功儀，已經(jīng)脫離了原來的原理，進(jìn)而采用更先進(jìn)、更簡(jiǎn)單、更精確、更快捷、更輕便的模式。先進(jìn)技術(shù)包括轉(zhuǎn)矩變形軸 貼片、變形圓盤貼片、磁粉、磁滯等技術(shù)。貼片主要通過變形時(shí)貼片電阻值發(fā)生變化導(dǎo)致電流變化，換算成各種有用數(shù)據(jù)達(dá)到測(cè)量效果。 新型電機(jī)測(cè)功儀已經(jīng)微型化、集成電路化，利用微小的變化信息，傳送到測(cè)量電路，再送到電腦，經(jīng)預(yù)先編制的專用軟件分析綜合得出多項(xiàng)結(jié)果，通過打印機(jī)繪制曲 線圖和報(bào)告。測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單而精確，是過去老式設(shè)備所不能比的

13、。老式設(shè)備也不能適應(yīng)現(xiàn)有車用電機(jī)的檢測(cè)要求。近年來，為適應(yīng)電動(dòng)自行車的發(fā)展和輪轂電機(jī)大量 生產(chǎn)，而為此開發(fā)的電子儀器越來越多，技術(shù)也越來越先進(jìn)。 電機(jī)檢測(cè)包括電機(jī)、電機(jī)+控制器、整車條件下電機(jī)的檢測(cè)、測(cè)定不同條件電機(jī)工作性能等。因此，電機(jī)檢測(cè)設(shè)備不僅是電機(jī)生產(chǎn)、電動(dòng)自行車裝車前、裝車后對(duì)電機(jī)檢測(cè)，也是修理過程不可或缺的設(shè)備。根據(jù)國(guó)標(biāo)gb177611999電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件，對(duì)車用電機(jī)檢測(cè)項(xiàng)目分三種條件：a電動(dòng)自行車電機(jī)空載性能：測(cè)定電壓、電流、轉(zhuǎn)速；b電動(dòng)自行車惦記負(fù)載性能：測(cè)定電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩；c電動(dòng)自行車惦記過載性能：測(cè)定電壓、電流、轉(zhuǎn)矩。 電機(jī)檢測(cè)儀又稱電機(jī)測(cè)功機(jī)，新型測(cè)功儀分

14、磁粉型和磁滯型兩種。兩種類型的特點(diǎn)如下：a磁粉型：適合于低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩電機(jī)的檢測(cè)。缺點(diǎn)是內(nèi)部磁粉有摩擦、起始轉(zhuǎn)矩較大。b磁滯型：適合于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩，甚至高達(dá)10000r/min以上和低至毫牛米（mnm）電機(jī)的檢測(cè)。缺點(diǎn)是體積大、價(jià)格高、大轉(zhuǎn)矩下容易燒毀，必須有足夠完善的冷卻措施，連續(xù)檢測(cè)受到限制。 3、電機(jī)檢測(cè)項(xiàng)目的意義 檢測(cè)項(xiàng)目與電機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性能有著密切的關(guān)系，比如： 轉(zhuǎn)矩：這是電機(jī)輸出數(shù)據(jù)中重要的項(xiàng)目電機(jī)工作主要是靠轉(zhuǎn)矩。因此，電機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)中，轉(zhuǎn)矩列為重要項(xiàng)目。通過電機(jī)轉(zhuǎn)矩測(cè)量，可推算電機(jī)功率和其他力學(xué)參數(shù)。轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)自行車在加速、上坡和頂風(fēng)運(yùn)行時(shí)最重要的動(dòng)力和保證。 時(shí)間常數(shù)：是衡量

15、電機(jī)通電后快速動(dòng)作的重要指標(biāo)。通電后，在空載下轉(zhuǎn)速由0至空載額定轉(zhuǎn)速的0.632倍所需時(shí)間。起動(dòng)時(shí)間：在設(shè)定條件下，電機(jī)由靜止到空載轉(zhuǎn)速所需時(shí)間。 轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速必須工作在設(shè)計(jì)的要求點(diǎn)附近，對(duì)電動(dòng)自行車來講，還要求它的速度響應(yīng)快。 效率和綜合效率：效率低的電機(jī)只消耗能量而不出力，非常不經(jīng)濟(jì)，是由于設(shè)計(jì)不合理或發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象。電動(dòng)自行車電機(jī)效率應(yīng)當(dāng)和控制器一同測(cè) 定綜合效率。測(cè)定綜合效率可以在轉(zhuǎn)矩傳感器上，將電機(jī)接入控制器，在不同調(diào)速階段測(cè)定電機(jī)輸出功率，同時(shí)在控制器與電源間加檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)定同一時(shí)間內(nèi)消耗 的電能，然后計(jì)算出綜合效率。有刷電機(jī)系統(tǒng)的綜合效率應(yīng)不低于75%，無刷電機(jī)系統(tǒng)

16、不低于85%。 堵轉(zhuǎn)：電機(jī)因超負(fù)荷而停轉(zhuǎn)，這時(shí)繞組沒有反電勢(shì)抵抗電流的增長(zhǎng)，使線圈溫度在適時(shí)間內(nèi)迅速升高并可能燒毀。這種情況下，電機(jī)的電流極限和溫升速度關(guān)系到電機(jī)的命運(yùn)。 其他：磁場(chǎng)的測(cè)量，繞組的電感、噪聲、損耗（包括銅損、鐵損、機(jī)械損耗、雜散損耗等）、動(dòng)平衡和靜平衡等，對(duì)電機(jī)來講都是重要的指標(biāo)。 磁鋼的場(chǎng)強(qiáng)是設(shè)計(jì)時(shí)確定的，一般不允許磁鋼退磁。否則，影響電機(jī)性能和壽命。磁鋼退磁會(huì)造成電機(jī)飛轉(zhuǎn)。繞組電感影響線圈電流的增長(zhǎng)和消退，這對(duì)在高頻率下 工作的無刷電機(jī)非常重要。噪聲是電動(dòng)自行車整車指標(biāo)之一與其他機(jī)動(dòng)車相比，電動(dòng)自行車的噪聲小得多。這些都應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 繞組是電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的重要

17、部件，是電機(jī)設(shè)計(jì)三大要素之一。繞組的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中繞組狀態(tài)，影響著電機(jī)的性能。繞組容易發(fā)生的問題是：不絕緣、線圈間短路、繞組之間短路、斷路等。 三、電動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)與排除 （一）有刷電機(jī)故障 有刷電機(jī)故障主要有不起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)失常、過快、過慢、怪聲、火花等。 1、不起動(dòng)原因 主要是斷路。分繞組斷路，繞組與換向器間斷路，電刷導(dǎo)線脫落，彈簧失效，以及電刷或換向器磨損等。 繞組斷路：用萬用表或ma表測(cè)量換向器相對(duì)的兩個(gè)銅片時(shí)，與其他部位電阻不同。找到有故障的換向片后，一個(gè)表筆先固定不動(dòng)，另一個(gè)表筆左右移動(dòng)。若指針 讀數(shù)有變化，可斷定這個(gè)銅片所接的線圈斷開；若無論如何移動(dòng)，阻值總是較大，則可斷定另一只表筆所

18、接觸的換向片斷路。用ma表時(shí)，電源電壓不應(yīng)超過3v， 遇到斷路時(shí)，ma表讀數(shù)最小或沒有數(shù)值。 線圈與換向器銅片開焊：運(yùn)行中與線圈斷路表現(xiàn)相同，但容易檢查，用竹針撥動(dòng)線圈端頭與銅片的焊點(diǎn)部件，開焊或虛焊處有活動(dòng)跡象或立即分離，只要重新焊接 即可。若是線圈斷路，而且在繞組內(nèi)部，不好解決。若只有一兩個(gè)斷點(diǎn)，可以在換向片處給以短路連接；斷點(diǎn)較多，只有修換一個(gè)繞組，應(yīng)當(dāng)衡量其經(jīng)濟(jì)性和合理 性。 少數(shù)線圈斷開：有時(shí)一兩個(gè)線圈斷開并不影響運(yùn)行，只是速度和轉(zhuǎn)矩下降，性能不穩(wěn)。隨著斷開的線圈增多，電機(jī)便無法起動(dòng)。 2、換向器問題 怪聲與彈簧過硬、電刷磨損、換向器片間絕緣片鼓出及電樞有突出物等有關(guān)，從這幾方面檢查

19、并解除，怪聲即被消除。 3、火花和環(huán)火 火花是由于電刷和換向器接觸不良，原因是換向器或電刷磨損或是彈簧壓力不足，接觸面似接未接，造成電刷跳動(dòng)而產(chǎn)生的。如果線圈或換向片短路嚴(yán)重、斷路，以及電刷跳動(dòng)嚴(yán)重，有時(shí)電流過大，都能造火花接連不斷，過多則成為連續(xù)，最終變成環(huán)火。 解決方法是： 改善炭刷與換向器的接觸，磨平炭刷接觸面。 更換炭刷或更換彈簧。 找到短路或斷路點(diǎn)并消除其故障。4、短路 分兩種情況：一是繞組的線圈短路；二是換向器的銅片之間短路。繞組短路與換向片間短路不同電是：繞組短路表現(xiàn)為電流大，運(yùn)行時(shí)火花較大。如何查找短路點(diǎn)，有三種方法：（1）對(duì)線圈圈數(shù)少、阻值小的繞組，用mv表測(cè)量換向片間的電阻

20、，給電機(jī)接6v交變電源，以產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，表筆測(cè)相鄰兩個(gè)銅片間的電壓，沿一個(gè)方向逐步移動(dòng)。當(dāng)測(cè)到相鄰兩銅片間電壓異常的變低，與所有其它不同，與表筆連接的線圈就是短路點(diǎn)。（2）當(dāng)繞組使用細(xì)線且匝數(shù)較多、電阻值大的可用萬用表測(cè)量，也分兩種情況：a.繞組為波形繞法時(shí)，可以不打開電機(jī)，將表筆接在電刷引線上，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，正常情況下，所測(cè)電阻值應(yīng)當(dāng)一致。若發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)異常，電刷接觸的兩個(gè)換向片就是短（斷）路點(diǎn)。b.當(dāng)為疊繞時(shí)，一般節(jié)距=1。這時(shí)，萬用表的兩支筆應(yīng)測(cè)相鄰兩換向片間電阻，發(fā)現(xiàn)異常確定為短（斷）路點(diǎn)。（3） 用開口變壓器測(cè)定短路點(diǎn)：開口變壓器又稱短路測(cè)定器。應(yīng)當(dāng)根據(jù)要測(cè)定的電樞尺寸和外徑確定其形狀和

21、尺寸，根據(jù)電樞繞組確定變壓器線圈數(shù)。柱式電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子 電樞，有刷無齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂電機(jī)的外轉(zhuǎn)子電樞和無刷電機(jī)內(nèi)定子電樞都可用這種方法測(cè)定短路點(diǎn)。測(cè)定的方法如圖4-14所示。開口變壓器適用于低電壓小型電機(jī)短路檢測(cè)，中大型電機(jī)變壓器制作和選材難度較大些，但測(cè)定又比小型電機(jī)容易。測(cè)定電樞時(shí)，應(yīng)先將電樞放在變壓器開口部位，使變壓器形成閉合磁路，然后才能通以適當(dāng)?shù)慕涣麟妷骸＝蛔冸娏髟阼F芯中形成的磁通便在電樞中產(chǎn)生感應(yīng)電 勢(shì)，在短路點(diǎn)感應(yīng)出電流，又在電樞槽口處出現(xiàn)交變磁場(chǎng)。此時(shí)若將一段鋼鋸條放在鐵芯槽口，會(huì)微微震動(dòng)。如果此處短路，則感應(yīng)磁場(chǎng)加強(qiáng)，則鋸條的震動(dòng)加??； 如果此處不是短路，可轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，一個(gè)槽口一個(gè)槽

22、口的檢測(cè)，直至檢查出短路點(diǎn)。短路點(diǎn)在繞組外圍容易找到也容易修復(fù)，若在繞組內(nèi)部則應(yīng)視情況而定，或重繞該組線圈，或放棄修理，換新電樞。如果電機(jī)過于破舊，故障率太高，換一個(gè)新電機(jī)更合適些。換向片短路，主要是由于換向片之間絕緣槽內(nèi)積存磨損下來的炭粉銅屑，經(jīng)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)壓實(shí)，形成密實(shí)的導(dǎo)電體，將相鄰換向片短路。這種問題比較容易解決。 先用毛刷將換向器表面周圍的炭粉清理干凈，用一片與換向片間隔寬度相同的刮刀或鋼鋸條，仔細(xì)將槽內(nèi)積存的炭粉積塊刮除。一邊刮一邊用毛刷清理，對(duì)短路部分 刮除后，再進(jìn)行測(cè)試，直至所有短路部分解除為止。應(yīng)當(dāng)注意的是換向片與繞組的線圈是相連的，不焊開該點(diǎn)線圈，無法用萬用表得出準(zhǔn)確結(jié)果，看起

23、來簡(jiǎn)單，做起 來比較麻煩。無論是預(yù)先檢測(cè)還是修理之后的檢測(cè)，都應(yīng)在與線圈斷開狀態(tài)下進(jìn)行。處理完之后，還要將斷開點(diǎn)的原來?yè)Q向片重新焊接起來，恢復(fù)原狀。5、換向片接地 換向片應(yīng)當(dāng)與軸是絕緣的，繞組線圈與電樞鐵芯是絕緣的，偶然也發(fā)生異常，造成接地，使電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。檢查方法是：將萬用表的一只筆固定在軸（輪轂電機(jī)則固定在外殼上）上；另一支筆輪流測(cè)試每個(gè)換向片，電阻最小的一個(gè)就是短路點(diǎn)。6、電刷磨損 這是有刷電機(jī)經(jīng)常遇到的問題，有時(shí)電刷過軟，有時(shí)進(jìn)入硬雜物都會(huì)造成兩者磨損。磨損后發(fā)生火花，消耗電能，功率降低，有時(shí)甚至運(yùn)行不穩(wěn)。電刷磨損嚴(yán)重的應(yīng)當(dāng)更換。電刷磨損后長(zhǎng)度變短，彈簧的壓力不足，影響電刷的接觸力

24、。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快的，電刷會(huì)跳動(dòng)，時(shí)而接觸，時(shí)而分離，形成拉弧火 花和再接觸火花，造成兩大危害：一是增加了接觸電阻，降低了工作電流，影響電機(jī)功率發(fā)揮；二是加速電刷和換向片的磨損和燒蝕。電刷磨損達(dá)到原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的一 半、接觸面積小于總面積的75%，就應(yīng)當(dāng)修理或更換。更換時(shí)不僅要注意電刷尺寸，還要選好硬度，否則換向片會(huì)很快被磨損，而換向片更換是比較麻煩的。電刷 在更換前應(yīng)當(dāng)預(yù)磨一下，使電刷與換向片接觸比較吻合，減少電耗和換向片磨損。磨合的方法是把一塊尺寸相當(dāng)?shù)募?xì)砂紙的砂面朝外，圍裹在換向器周圍，電刷進(jìn)入 刷握并放開彈簧，把電刷壓在換向片外裹住的砂紙上面，用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng) 電樞，使砂紙將電刷面磨成與換向器相

25、同的圓弧形，注意磨合時(shí)不應(yīng)讓炭粉落入繞組內(nèi)。7、換向片磨損換向器有兩種形式，即布成平面的圓盤形和布在軸周圍的圓柱形。形式不同，處理方法也有區(qū)別。換向片磨損與電刷磨損的后果相同，但換向片修復(fù)比電刷磨合難度大，磨損不嚴(yán)重的仍用粗細(xì)砂紙磨平砂光。不管是圓柱形換向器還是平面形換向 器，磨合要正規(guī)合格，達(dá)到平、光、圓的要求。磨損嚴(yán)重的則應(yīng)換用新的電樞，而換新片則相當(dāng)麻煩，且換后還得上車床找準(zhǔn)中心進(jìn)行精車，一般修理門店沒有這種 條件。換向片磨損后，換向片與換向片之間的云母絕緣會(huì)突出來，鼓出并高于換向片，運(yùn)行起來會(huì)引起一系列嚴(yán)重后果，如造成電刷跳動(dòng)，加速電刷和換向片的磨損，產(chǎn)生大量火花等。按規(guī)定，片間絕緣層

26、應(yīng)比換向片低0.51.0mm為止。（二）無刷電機(jī)故障1、通電后沒反應(yīng)，不轉(zhuǎn)動(dòng) 肯定是電機(jī)問題。確定無刷電機(jī)是否有問題，最簡(jiǎn)單的辦法是將無刷電機(jī)3根電源線并在一起短路，之后用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)。很費(fèi)勁或轉(zhuǎn)不動(dòng)，說明電機(jī)完好；若是3根線短路后能夠轉(zhuǎn)動(dòng)或輕松自如，最大問題在繞組，要經(jīng)過測(cè)定查明。2、無刷電機(jī)不存在換向器故障除霍耳傳感器外，其它故障與有刷電機(jī)基本相同?；舳鷤鞲衅饔址Q位置傳感器，其故障主要是傳感器脫落、霍耳集成電路失效、引線斷開等。傳 感器脫落一般不容易發(fā)生，即使發(fā)生也容易處理。傳感器一般都固定在電樞有引出線一端靠近磁鋼的地方，用樹脂將霍耳集成電路再次牢固粘貼在原來的地方即可。 引線斷開，重新焊

27、接；如果引線是在集成電路齊根處斷開，只有更換。霍耳集成電路失效要分清是電路內(nèi)部還是工作源問題，都應(yīng)當(dāng)通過測(cè)定引腳電壓來斷定。傳感 器有3只引腳：一個(gè)是電源正極，一個(gè)是共用地，第三個(gè)是狀態(tài)輸出腳，只要確定正極和地，剩下一個(gè)就是輸出腳?？刂破鞔蜷_電源，使傳感器能處于工作狀態(tài)，找 一塊場(chǎng)強(qiáng)較高的磁鋼，反復(fù)用n、s極接近傳感器，用ma表或信號(hào)測(cè)定儀測(cè)定輸出極與地間信號(hào)變化。它的信號(hào)簡(jiǎn)單，只有“有”和“無”兩種，即1和0。s極 時(shí)有信號(hào)1（+），對(duì)鎖存型霍耳，可以一直保存固定信號(hào)狀態(tài)，直至用n極接近后信號(hào)才變?yōu)?（-），這是正常的。若用s極或n極接近都沒有任何信號(hào)，可確 定霍耳集成電路失效，應(yīng)當(dāng)換新的。

28、有信號(hào)實(shí)際是高電平有電壓輸出，輸出電壓5以上。無信號(hào)輸出低電平，無電壓輸出。還有一個(gè)可能是無電源，測(cè)電源和 地間應(yīng)有.以上電壓，否則是電源問題。注意新傳感器要和原傳感器類型一致、型號(hào)一致、反正面方向也應(yīng)當(dāng)一致，以防引腳順序搞錯(cuò)?；舳呻娐肥蔷匦涡》狡渲杏幸粋€(gè)角是缺角，焊開前只要認(rèn)清缺角方向即可，另外，它的根引線的顏色有別，預(yù)先將顏色的順序記清，再焊接時(shí)就不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。、磁鋼脫落這是有刷無刷電機(jī)都可能發(fā)生、但又很難發(fā)生的故障。磁鋼脫落后，不影響運(yùn)行，只是速度減慢，耗電增大。修復(fù)步驟如下：（）準(zhǔn)備工作：首先將相關(guān)線路拆開，車輪卸下，放在架起的木板上，使電機(jī)和軸懸空并且穩(wěn)固不動(dòng)，電機(jī)電源引線和

29、傳感器引線固定在車輪輻條上，防止電機(jī)線和傳感器信號(hào)傳輸線路扎斷或損壞。之后將車輪翻轉(zhuǎn)，讓有引線的一面朝下，先拆沒有引線一面的殼蓋。（2）使用的工具：有旋具、手錘、鋁合金或銅質(zhì)扁鏟（只要是材質(zhì)較軟的即可）、抹布、砂紙、毛刷和強(qiáng)度高、聚合快的樹脂膠等。（3）電機(jī)的拆卸a拆卸前第一步是作標(biāo)記，防止回裝時(shí)搞錯(cuò)，主要是電樞軸的方位不要錯(cuò)，以免車輪倒轉(zhuǎn)（對(duì)前輪來說，正倒轉(zhuǎn)當(dāng)然無所謂，后輪則絕對(duì)不行）。b先用十字旋具輪番擰松殼蓋的螺釘，注意為什么要輪番擰松，按機(jī)械維修操作規(guī)定，凡是多個(gè)螺釘固定的部件，不允許擰一個(gè)卸一個(gè)，必須一個(gè)個(gè)逐步均勻地?cái)Q松，在安裝時(shí)也必須一個(gè)個(gè)裝好，之后才能逐個(gè)均勻地?cái)Q緊，防止部件變形

30、甚至破裂和結(jié)合面密封不嚴(yán)。c螺釘全部卸掉后，再仔細(xì)檢查有無其他影響開蓋的地方，蓋子和機(jī)殼間是否用了密封膠等，以便采取措施應(yīng)對(duì)。一切無誤后就可以用軟質(zhì)扁鏟和手錘，對(duì)準(zhǔn)接縫均勻的輕輕楔開接縫。和拆卸螺釘一樣，在電機(jī)周邊接縫均勻用力，不準(zhǔn)企圖固定在一處楔開蓋子。d 打開并不等于能立即拿掉蓋子，因?yàn)樯w子上安裝有軸承。軸承和軸之間是間隙很小的“過渡配合”，要慢慢地從軸上退出帶軸承的蓋子，配合過緊時(shí)可使用拔軸器， 拿掉蓋子，磁鋼和繞組就展現(xiàn)在眼前。結(jié)果不出所料，一塊磁鋼在電樞和外殼間浮放著，由于氣隙很小，脫落的磁鋼沒有較大的活動(dòng)余地，不能移動(dòng)到其它地方，只 在原來相鄰兩塊磁鋼和兩側(cè)殼蓋之間活動(dòng)，但卻摩擦電

31、樞，幸好沒有損及繞組。磁鋼暫時(shí)不會(huì)自行掉出電機(jī)外面，這是相鄰磁鋼和電樞形成閉合磁路的原因。（4） 再次翻轉(zhuǎn)車輪，以便拆卸電機(jī)另一側(cè)殼蓋。翻轉(zhuǎn)后應(yīng)在車輪下用木板托住電樞，雖然因?yàn)橛虚]合磁路電樞不會(huì)自己掉落，但還是應(yīng)防備萬一。翻轉(zhuǎn)后有引線的一面朝 上，先把綁扎的引線解開，擰下軸端的螺母（這個(gè)螺母是固定車架叉口用的），然后順引線將螺母慢慢退出，按先前的步驟和操作卸下殼蓋。（5）兩側(cè)殼 蓋都拿掉后，電樞仍然可以懸在磁場(chǎng)內(nèi)，這時(shí)要壓住車輪，用力取出電樞。操作時(shí)要注意防止引線受損，同時(shí)也要拿牢電樞，不然電樞自動(dòng)縮回去，不小心還會(huì)擠破 手指。另一種方法是，殼蓋螺釘卸開后，不單獨(dú)拿掉殼蓋，而是將殼蓋與電樞一起

32、從外殼中拉出來。因?yàn)殡姌械妮S上套有軸承，而軸承又與殼蓋連在一起，比單獨(dú)取 出電樞更方便些。（6）電樞拿出后，脫落的磁鋼輕輕地就可取出。在取出前，應(yīng)當(dāng)做的就是給脫落的磁鋼作標(biāo)記，記清它的朝向，防止粘貼時(shí)弄錯(cuò)方位。 之后，首先檢查殼內(nèi)的銹蝕情況，電樞是否有臟雜物，用毛刷掃一遍，里外清理干凈，用抹布擦拭浮銹，必要時(shí)用細(xì)砂紙砂出光面，脫落的磁鋼也擦拭和砂光。尤其 是要粘合的一面，更要仔細(xì)砂光備用。磁鋼不可隨意摔打和磕碰，以防止意外退磁，也不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間使磁鋼處于開放狀態(tài)，應(yīng)盡快處理并將電樞送回外殼內(nèi)， 使磁鋼形成閉合回路。否則，也會(huì)造成磁鋼退磁。外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁鋼n、s極是交替分布的，并且它們一個(gè)個(gè)是弧形薄片，不用辨別反正，只需辨別方向，按照原來 作好的標(biāo)記，只要求粘貼后與其它磁鋼平齊一致，不突出或錯(cuò)位，以保證電機(jī)的氣隙和機(jī)械尺寸不受影響。（7）調(diào)制樹脂膠，盡量稀薄些，不要太粘稠， 以便于涂布和均勻，膠層盡量的薄，趁涂布機(jī)會(huì)用力在粘合面上反復(fù)刮抹，盡量減少膠層和基體之間的隔離并使之均勻。外殼和脫落磁鋼都涂抹一遍后，靜止 2min使其