电动自行车/代步车维修：电动机故障及维修方法

修电车的

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无刷电动机的结构

目前，电动自行车和代步车大多采用直流无刷电动机。

无刷电动机由定子铁心和绕组、转子磁钢、电动机轴、左右端盖和轴承等部件组成。无刷电动机分解后如图1所示。

图1  无刷电动机分解后

（1）定子铁心和绕组

定子是电动机静止不动的部分。定子上面有轴、绕组、3个霍尔元件。无刷电动机定子如图2所示。

图2  无刷电动机定子

（2）转子磁钢

无刷电动机转子就是旋转部分，转子上面有磁钢。磁钢一般做成瓦片状，按N、S进行排列，用环氧树脂胶粘在电动机转子上。无刷电动机转子如图3所示。

图3  无刷电动机转子

（3）霍尔元件

霍尔元件又称霍尔位置传感器，无刷电动机绕组上有3组线圈，所以有3个开关型霍尔元件。在这里，霍尔元件起位置传感器的作用，用于检测转子磁极的位置，它的输出控制定子绕组供电电路的通断，又起开关作用。当转子磁极离去时，使上一个霍尔元件停止工作，下一个霍尔元件开始工作。转子磁极总是面对磁场，霍尔元件又起改变定子电流的作用。霍尔元件在无刷电动机定子上的位置如图4所示。

图4  霍尔元件在定子上的位置

（4）端盖和轴承

左右端盖起支撑作用，端盖上安装有轴承。电动机轴和轴承起连接定子和转子的作用。端盖和轴承如图5所示。

图5  端盖和轴承

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无刷电动机的常见故障和维修方法

（1）电动机磁钢脱落的维修方法

1）故障现象

磁钢常见的故障是由于电动机进水使磁钢脱落，故障表现是电动机无力、电动机卡住、转速慢、带载能力差或有异常噪声。

2）判断方法

①用手慢慢地转动电动机，如果在一个位置感觉很沉重，另一个位置感觉很轻，可判断磁钢脱落，如图6所示。

图6  磁钢脱落的判断

②打开电源锁，转动转把试转电动机，听电动机发出的声音，如果磁钢脱落，能听到电动机有异常噪声。3）维修过程

①拆开电动机，检查磁钢是否脱落或损坏，检查时要仔细，因为磁钢脱落后有时在原位置不动，不易发现，检查时可用皮锤敲击试验。如果磁钢脱落，需重新用AB胶粘牢。

②小心取下旧磁钢，如果磁钢脱落多块，最好的方法是取下一块粘牢后，再取下另一块并粘牢，以防磁钢损坏或顺序搞乱。如果顺序搞乱，应按N、S顺序排列进行粘接。方法是从磁钢的侧面进行吸引试验，如果相互吸引，可以进行粘接；如果相互排斥，需更换另一块；如果磁钢损坏，要更换新磁钢。然后用砂布打磨并清理旧磁钢及定子上的杂物。用砂布打磨如图7所示。

图7  用砂布打磨

③首先把AB胶按1∶1比例调好，将AB胶涂在转子上，把磁钢放在原位置粘牢。粘牢磁钢如图8所示。

图8  粘牢磁钢

（2）电动机扫膛的维修方法

1）故障现象

定子和转子之间有空气隙，一般应在0.2~1mm，空气隙越小越好。电动机扫膛就是电动机定子与转子相碰。电动机扫膛后，会造成电动机发热并发出异常噪声。

2）电动机扫膛的原因

①轴承磨损或破裂。

②轴承走内圆或走外圆。

③电动机轴弯曲。

④电动机加工公差太大。

⑤电动机装配质量差。

3）避免电动机扫膛的措施和维修方法

①选购高质量电动机。

②选用高质量的轴承，按规定定期检查、加注或更换润滑脂，如果轴承损坏，应更换新轴承。

③电动机轴变形需校正轴，如果无法校正则要换新轴。

（3）电动机空载电流大的维修方法

1）故障现象

电动机空载电流大一般表现为蓄电池放电过快、行驶里程减短，并伴有电动机发热现象。

2）判断方法

将万用表置于直流20A档，将红、黑表笔串联在控制器的电源输入端。打开电源，在电动机不转动的情况下，记录下此时万用表显示的最大电流数值I1。转动转把，使电动机高速空载转动10s以上。等电动机转速稳定以后，观察并记录此时万用表显示的最大数值I2，如图9所示。电动机的空载电流 = I2 − I1。将计算的数值与表1进行对照，一般电动机的空载电流不应超过2A。如果电动机的空载电流大于表1所列数值，说明电动机出现故障，需打开电动机进行检修。

图9  电动机的空载电流测量

表1  各种电动机的无故障最大极限空载电流

3）故障原因

①电动机内部机械摩擦大，例如电动机扫膛。

②轴承损坏。

③电刷磨损、刷架损坏。

④磁钢脱落、损坏。

⑤绕组局部短路。

4）检修方法

对于电动机空载电流大的故障，要查出原因，采取相应的方法进行检修。

（4）电动机轴承损坏的维修方法

1）故障现象

轴承损坏会造成电动机有较大噪声，严重时会造成定子扫膛、电动机壳体严重发热等现象。

2）判断方法

首先从电动自行车上卸下电动机，打开电动机端盖，将左手指插入轴承内孔，用右手转动端盖，检查轴承是否损坏，如图10所示。

图10  检查轴承

3）维修方法

①如果轴承在电动机轴上，则需用拉力器取下旧轴承。如果轴承在电动机端盖上，把端盖放在木板下，将螺钉旋具对住轴承内径，用锤子击打螺钉旋具，可将轴承取下。取下旧轴承如图11所示。

图11  取下旧轴承

②把同牌号新轴承放在端盖轴承位置上，用铁锤柄击打轴承，使轴承到位。不论轴承从轴上取下或是从端盖上取下，都要把轴承安装在端盖上。轴承的安装如图12所示。

图12  轴承的安装

（5）无刷电动机霍尔元件损坏的维修方法

1）故障现象

无刷电动机霍尔元件有1个损坏，会造成电动机缺相，表现为电动机乏力、转速低。如果2个或3个霍尔元件损坏，会造成电动机不转的故障。

2）判断方法

①使用数字万用表二极管档，红表笔接霍尔元件的黑色负极线，黑表笔依次测量霍尔元件的蓝、绿、黄引线，读数应在“623”左右（因型号不同测量结果有差异）。如果测量结果为“0”，说明霍尔元件击穿；如果测量结果为“1”，说明霍尔元件断路。用万用表二极管档测量霍尔元件如图13所示。

图13  二极管档测量霍尔元件

②用“绿盟”牌LY-2无刷电动车综合检测仪进行检测，方便快捷。将电动机霍尔元件插入检测仪，转动电动机，若各个指示灯依次闪亮，说明霍尔元件正常；如果检测灯出现长亮或者不亮，则表明该路霍尔元件损坏，如图14所示。

图14  用综合检测仪检测霍尔元件

3）检修过程

①如果霍尔元件损坏，为了保证电动机换相精确，需将3个霍尔元件同时更换。首先记住原霍尔元件红线（即电源脚）的安装位置，然后将霍尔元件引脚与引出线剪断，并用小号一字螺钉旋具拆掉旧霍尔元件，清理霍尔元件安装槽。拆掉旧霍尔元件如图15所示。

图15  拆掉旧霍尔元件

②按原位置将霍尔元件放在凹槽内，并用AB胶粘牢，如图16所示。

图16  用AB胶粘牢霍尔元件

③用50W以内的电烙铁将新霍尔元件引脚焊上，然后将5根引线分别焊好，焊接前要先在霍尔元件引脚上套上绝缘管，以防霍尔元件引脚短路，如图17所示。