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[分享] 电动车用无刷直流电机主要故障及其原因分析

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发表于 2009-7-18 16:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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60120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123578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469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?

评分

参与人数 3西莫币 +15 收起 理由
cqlyj2008 + 3 非常好
pat + 9 问得好
zhaobo_ren + 3 实际问题,值得进一步讨论!

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该用户从未签到

发表于 2010-4-4 10:41 | 显示全部楼层
有待看看,
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2010-4-10 08:14 | 显示全部楼层
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......................
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发表于 2010-4-11 13:34 | 显示全部楼层
刚进入这行,读后获益匪浅,是很好的启蒙帖
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发表于 2010-4-15 10:50 | 显示全部楼层
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
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2010-4-25 16:58 | 显示全部楼层
总结得很好,支持!
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2010-4-26 08:12 | 显示全部楼层
很专业 学习了!
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发表于 2010-4-27 09:28 | 显示全部楼层
楼主总结得真好,支持!
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发表于 2011-4-22 21:57 | 显示全部楼层
对以后的DFAME有帮助
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2011-4-22 22:14 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2011-4-23 22:29 | 显示全部楼层
好贴,研究和说的都挺好,值得好好奖励
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发表于 2011-4-24 17:17 | 显示全部楼层
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?
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发表于 2011-4-24 20:26 | 显示全部楼层
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!
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发表于 2011-4-25 23:20 | 显示全部楼层
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
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发表于 2011-4-26 10:24 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2011-4-26 11:23 | 显示全部楼层
无刷直流电机是未来的趋势!新能源产品高速发展中!
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发表于 2011-11-26 08:57 | 显示全部楼层
刚进入这行,读后获益匪浅,是很好的启蒙帖
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发表于 2011-11-28 10:39 | 显示全部楼层
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[LV.1]初来乍到

发表于 2011-12-4 06:24 | 显示全部楼层
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
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发表于 2011-12-12 22:24 | 显示全部楼层
值得借鉴,谢谢
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