电动车用无刷直流电机主要故障及其原因分析

qianweinjit · 发表于 2009-7-18 16:27

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主要有下面9个方面想咨询一下。

1 电动车用无刷直流电机主要故障及其原因分析

A、电动机绕组接触不良，断线或短路。会造成电动机不转；电动机在某些位置能够起动，而在某些位置不能起动；电动机运行不平衡。

B、电动机主磁极退磁，会使电动机转矩明显小，而空载转速高、电流大。

C、在位置传感器上常见问题是霍尔元件损坏、接触不良、位置变化，都会使电动机输出转矩变小，严重时会使得电动机不动或在某一点来回振动。

D、在驱动控制电路中最容易出现故障的是功率晶体管，即由于长期过载、过电压或短路使功率晶体管损坏。

对于上述这些故障有没有什么好的改进方法呢？比如，霍尔传感器换向问题，如果不用霍尔传感器呢？

2 如何提高无刷电机的防水性能？

电动自行车在实际使用过程中会遇到雨水的洗刷，无论是无刷还是有刷都采用钕铁硼作为永磁材料，这种材料具有许多优良的特性，但它最大的缺点之一就是抗氧化性差，碰到水会导致电机的寿命因氧化失效。另外，无刷电机中有大量的硅钢片，也是会生锈的，更需要防水设计。

3 霍尔传感器故障率高的原因及改进方案

4 无霍尔控制实现的可行性

无霍尔电动车具备一下绝对优势和特性：
一、
没有了霍尔元件，由霍尔元件损坏而导致的质量问题全部消失了。
二、
电机不存在60与120相角之分,使电动车中走向了统一，全部通用，使生产、维修相当简单，顾客更为自由和便捷。
三、
整车质量明显提高，寿命延长，电动车厂家和经销商的品牌和声誉得到巨大提升。
四、
顾客维修量减少，减少了顾客在时间、精力、金钱的损失。维护了顾客的利益。
五、
还有最重要的一点就是省去了很多售后成本，电机可以做到终生免维修的水平，从而使电机的问题几乎为零。

5 电机性能改进与成本的关系

最高效率的提高，效率平台的扩大以及电机爬坡性能的提高。

如何平衡无刷电机的可靠性和最大工作电流的关系?

上述电机性能的改进所需成本的比例是什么关系？

比如电机最大效率提高1%，产品成本提高的百分比是多少？

6 高速电机在电动车行业应用的可行性

目前国内电动自行车的驱动方式主要以轮毂式为主，无减速装置，

其缺点是调速不平稳，过载能力差；而高速电机体积小，重量轻，扭矩大，

但如果要用高速有齿电机，如何克服结构复杂，齿轮易磨损和电机运转过程中

噪音大的问题。

7. 如何提高电机的低温性能？

电机低温性能普遍不好，需在设计上进行改进。电机在实际使用环境中的温度

范围是－２５度～＋６５度。

8
ＴＶＳ二极管的应用，

TVS二极管与常见的稳压二极管的工作原理相似，
如果高于标志上的击穿电压，TVS二极管就会导通，与稳压二极管相比，
TVS二极管有更高的电流导通能力。TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量

冲击时，以10-12S量级速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，同时吸收

高达数千瓦的浪涌功率。使两极间的电压箝位于一个安全值，有效地保护

电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的破坏。

9
正弦波控制电机在电动自行车上应用的可行性？

方波控制的无刷直流电机（ＢＬＤＣＭ）换向转矩波动大，正弦波控制的电机

（ＰＭＳＭ）理论上没有转矩波动，客户建议考虑正弦波控制的电机（永磁同步电机）

10 综合1，2，3，5，7，8项，如何从设计，工艺角度来提高现有技术，

生产条件下无刷电机的可靠性？

11
综合4，6，9项，如何实现无霍尔有齿高速电机的批量生产？以及如何实现正弦波控制技术？

double · 发表于 2010-4-4 10:41

有待看看，

402909230 · 发表于 2010-4-10 08:14

真的很不错，我们也做电动汽车电机。这些问题还没考虑到呢。刚刚开始做呢！对我们太有帮助了，谢谢您的提醒，我们现在就要考虑这个问题了。否则以后就很难解决了。谢谢您的提醒。嘿嘿嘿嘿......................

stanley · 发表于 2010-4-11 13:34

刚进入这行，读后获益匪浅，是很好的启蒙帖

yf1024 · 发表于 2010-4-15 10:50

刚接触电动汽车，电机的使用工况定在-15~35之间，感觉严重不符合汽车实际使用状况

daigengzhi · 发表于 2010-4-25 16:58

总结得很好，支持！

chen20021865 · 发表于 2010-4-26 08:12

很专业学习了！

elevendingdang · 发表于 2010-4-27 09:28

楼主总结得真好，支持！

anky0142 · 发表于 2011-4-22 21:57

对以后的DFAME有帮助

zxhua_407 · 发表于 2011-4-22 22:14

无霍尔电机如何实现平稳启动？目前无霍尔电机在电动车上还没有应用。

zhaohaixin_001 · 发表于 2011-4-23 22:29

好贴，研究和说的都挺好，值得好好奖励

cfc0431 · 发表于 2011-4-24 17:17

霍尔元件的稳定性是不好，以前设计用过此元件，现在在汽车电机已用旋变定转子，这样是否会好些？

micheal · 发表于 2011-4-24 20:26

真的很不错，只是我看的不怎么懂，刚刚接触电机，刚接触电动汽车！

baidurensheng · 发表于 2011-4-25 23:20

位置传感器除了霍尔元件还有电磁式传感器和光电式传感器
电磁式传感器输出电压较大，一般不需要经过放大器便可直接用来控制晶体管导通，但因输出电压是交流，必须先整流。
光电式传感器的信号一般比较弱，需要经过放大才能去控制功率晶体管。但它输出的是直流电信号，不必再进行整流，这是它的一个优点

benjaminliu · 发表于 2011-4-26 10:24

嗯，受益匪浅。刚刚开始接触做无刷直流电机，多了解一些故障产生的原因便于知道以后的工作。

LVmotor · 发表于 2011-4-26 11:23

无刷直流电机是未来的趋势！新能源产品高速发展中！

was718 · 发表于 2011-11-26 08:57

刚进入这行，读后获益匪浅，是很好的启蒙帖

was718 · 发表于 2011-11-28 10:39

楼主总结得真好，支持！

cqj76 · 发表于 2011-12-4 06:24

分析不错，我觉得还是要用永磁同步，采用正弦波控制比较好

jack_deng · 发表于 2011-12-12 22:24

值得借鉴，谢谢

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