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電動(dòng)車電子配件原理及分類

photographerstories.com 來源：電動(dòng)車商情　　　電動(dòng)車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動(dòng)車維修時(shí)間：2005-1-22

第一節(jié) 轉(zhuǎn)把調(diào)速轉(zhuǎn)把是用線性霍爾元件實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)自行車中大量使用霍爾元件做傳感器，為此首選介紹。霍爾元件是一種磁敏傳感器，首先分為開關(guān)型霍爾及線性霍爾兩種，原理簡述如下： a)開關(guān)型霍爾：當(dāng)敏感面有磁場時(shí)元件輸出低，無磁場時(shí)輸出高，供電電壓為4.5V～24V，輸出電路為集電極開路，開關(guān)型霍爾元件一般用于電動(dòng)車電子剎把，無刷電機(jī)內(nèi)部三個(gè)位置傳感器、助力傳感器、車輪速度(Tempo)傳感器等。 b)線性霍爾：當(dāng)元件敏感面磁場強(qiáng)弱變化時(shí)，其輸出為1.0V～4.2V連續(xù)線性變化(若電源供電為5V)。 c)管腳排列：電動(dòng)自行車的調(diào)速轉(zhuǎn)把是采用線性霍爾元件，其輸出電壓是隨磁場線性變化的，輸出電壓有幾種(若電源供為5V)：1.0V～4.2V、4.2V～1.0V、0～4.2V、1.0V～5V、0～5V等。市場(Rialto)中絕大部分用的是1.0V～4.2V的轉(zhuǎn)把(叫正把)，天津松正的常規(guī)產(chǎn)品默認(rèn)正把，而由于歷史原因，市場(Rialto)中少量存在4.2V～1.0V轉(zhuǎn)把（反把），天津松正可以訂制與之相配的產(chǎn)品。其它輸出電壓的轉(zhuǎn)把市場(Rialto)中存在很少，已成為事實(shí)中的非標(biāo)產(chǎn)品。正把(1.0V～4.2V)與反把(4.2V～ 1.0V)可以自己改：打開轉(zhuǎn)把，把兩個(gè)磁鐵都轉(zhuǎn)180°，再裝好，正把、反把就互相轉(zhuǎn)換了。電動(dòng)車廠家若自己設(shè)置20km/h限速，可以打開轉(zhuǎn)把在產(chǎn)生高速(High Speed)的磁鐵上用502粘一個(gè)厚紙片，使轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)不到最高速(High Speed)區(qū)就可以了。霍爾轉(zhuǎn)把的供電電壓一般為5V，只有供電5V才輸出上面的電壓值，有一種用MC33035做的普通無刷控制器，因MC33035有輸出6.2V的基準(zhǔn)電壓，利用此6.2V給霍爾轉(zhuǎn)把供電，其輸出最大值也相應(yīng)有所提高(約5V)。霍爾轉(zhuǎn)把有三個(gè)引線：綠(信號)、紅(電源)、黃(地線)，天津松正規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)排列順序是： 1.信號、2.電源、3.地線。霍爾車轉(zhuǎn)把有長線(1200mm)、短線(450mm)之分，與不同的車型和控制器配套使用，短線的一般是TJC3-3Pin白插頭插在電路板上，長線的一般是SM-3Pin黑插針插頭，直接與控制器線對接。鎖定轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)把上加了一個(gè)機(jī)械開關(guān)按鈕，天津松正的智能型控制器(ZKC3615E、ZKC3615G、WZKC3615E等)利用此按鈕作為模式轉(zhuǎn)換按鈕，用于1:1助力、電動(dòng)、定速、故障自檢的模式轉(zhuǎn)換。第二節(jié) 斷電剎把一、斷電剎把作用當(dāng)剎車時(shí)，控制器檢測到剎車信號，無論轉(zhuǎn)把在什么狀態(tài)都斷開電機(jī)供電。二、分類機(jī)械常開、機(jī)械常閉、電子常高、電子常低。機(jī)械剎把就是一種機(jī)械開關(guān)，所以有兩條引線。在不剎車時(shí)有斷開與閉合之分，所以叫常開、常閉，市場(Rialto)中大量使用機(jī)械常開剎把，只有極少使用機(jī)械常閉剎把，屬市場(Rialto)中不兼容產(chǎn)品。電子剎把是采用開關(guān)型霍爾元件的，所以有三條引線，天津松正規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)排列為1黃(信號)、2紅(電源)、3黑(地線)，在不剎車時(shí)也有高低之分，所以叫常高、常低，注意：電子常高剎把因剎車時(shí)處于低電位，所以很多人又叫為低電位剎把。市場(Rialto)中大量使用電子常高剎把，只有極少客房用電子常低剎把。機(jī)械常開剎把和電子常高剎把，都可以左右剎把直接并聯(lián)工作，而機(jī)械常閉剎則串聯(lián)工作，電子常低剎把則用附加電路工作。機(jī)械剎把缺點(diǎn)是防水性能差，長時(shí)間使用易發(fā)生接觸不良，可靠性很低，一般點(diǎn)黃油使用也只能使用一年，但價(jià)格便宜；電子剎把防水性能好，長時(shí)間使用也沒有接觸不良問題，但價(jià)格稍高，一般追求質(zhì)量的廠家才使用。剎把也有長線(1200mm)、短線(450mm)之分，與不同的車型和控制器配套使用，短線的一般是TJC3-3Pin白插頭插在電路板上，長線的一般是SM-3Pin黑插針插頭，直接與控制器線對接。電子剎把接三根線，機(jī)械常開剎把則只接插座的兩邊兩針，中間的電源不接，只接信號線和地線。電子剎把供電電壓范圍為4.5V～24V，天津松正根據(jù)控制器不同一般分為5V、12V、15V，都是可以可靠工作的。第三節(jié) 助力傳感器天津松正自行開發(fā)的助力傳感器也是采用霍爾元件，用支架固定在右中軸旁，中軸上裝有磁環(huán)，中軸轉(zhuǎn)一周則磁環(huán)上的五個(gè)磁鋼使霍爾元件輸出五個(gè)脈沖，智能型控制器檢測到后，則可計(jì)算出1:1助力力矩給電機(jī)供電了。且新型助力傳感器可以識別中軸的前轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)，只有向前轉(zhuǎn)時(shí)，控制器才給電機(jī)供電。第四節(jié) 電動(dòng)車用電池（簡述）主要分為干式鉛酸蓄電池、膠體電池、鋰離子電池、鎳氫電池等；電壓分為36V（三塊12V電池），24V（兩塊12V電池）。因鉛酸電池價(jià)格最低，所以現(xiàn)在市場(Rialto)中幾乎都是鉛酸電池，且為36V的，容量為12AH，但它體積大、重量重、容量低、壽命短。而鋰離子電池和鎳氫電池沒有上述缺點(diǎn)，但價(jià)格高得多，所以應(yīng)用極少。第五節(jié) 電動(dòng)車用充電器（簡述） 36V鉛酸電池恒流恒壓充電器：一般主要參數(shù)為：220V交流輸入，輸出最高電壓42V、充電電流為恒流方式2.2A，當(dāng)電池電壓充至42V時(shí)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)為涓流方式了，且有充滿指示。第六節(jié) 電動(dòng)車用的電機(jī)（簡述）隨著電動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展和完善，電機(jī)經(jīng)歷了幾代產(chǎn)品，隨歷史進(jìn)程主要有：高速(High Speed)有刷中置電機(jī)、高速(High Speed)有刷輪轂電機(jī)（有刷有齒）、低速有刷輪轂電機(jī)（有刷無齒）、低速無刷輪轂電機(jī)（無刷無齒）、高速(High Speed)無刷輪轂電機(jī)（無刷有齒）等。基本上的性能判斷是：有刷電機(jī)有碳刷磨損定期維護(hù)更換問題，且大電流時(shí)碳刷和碳刷接觸壓降及碳粉短路換向器引起效率較低。無刷電機(jī)則沒有此問題，但因無刷電機(jī)需電子轉(zhuǎn)向，所以無刷電機(jī)控制器成本大幅增加，且因其電路復(fù)雜，故障率也偏高。高速(High Speed)電機(jī)有齒輪減速，導(dǎo)致噪聲大且齒輪及軸承等環(huán)節(jié)隨使用時(shí)間及負(fù)載情況故障率偏高，成本也偏高，但高速(High Speed)電機(jī)的效率尤其是低速啟動(dòng)的效率較好，所以啟動(dòng)較有力。低速電機(jī)沒有齒輪也就沒有了它的故障點(diǎn)，且成本較低，但在低速區(qū)啟動(dòng)時(shí)效率低，力量小。現(xiàn)在最常用的是低速有刷電機(jī)和低速無刷電機(jī)簡稱有刷電機(jī)和無刷電機(jī)，下面簡述原理：普通直流電機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，而定子產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場。為了使直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，需要通過轉(zhuǎn)向器和電刷不斷地改變電樞組中電流的方向，使兩個(gè)磁場的方向始終保持相互垂直，從而產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不斷旋轉(zhuǎn)。有刷電機(jī)引線有兩根。無刷直流電動(dòng)機(jī)為了去掉電刷，將電樞放在定子上去，而轉(zhuǎn)子作為永磁體，這樣的結(jié)構(gòu)正好與普通直流電動(dòng)機(jī)相反，然而，即使這樣改變還不夠，因?yàn)槎ㄗ由系碾姌型ㄈ胫绷麟娨院�，只能產(chǎn)生不變的磁場，電動(dòng)機(jī)依然轉(zhuǎn)不起來。為了使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，必須使定子電樞各相繞組不斷地?fù)Q相通電，這樣才能使定子磁場隨著轉(zhuǎn)子的位置在不斷地變化，使定子磁場與轉(zhuǎn)子永磁磁場始終保持90°左右的空間角，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。實(shí)際的方式為：直流電源通過開關(guān)電路向電動(dòng)機(jī)定子繞組供電，三個(gè)位置傳感器隨時(shí)檢測到轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置信號來控制六個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通和截止，從而自動(dòng)地控制了哪個(gè)繞組通電，及通電方向，從而實(shí)現(xiàn)了電子換向。無刷電機(jī)的引線共8根，三根繞組相線(粗)A黃、B蘭、C綠，天津松正定義為A(黃)、B(蘭)、C(綠)，5根霍爾元件引線(細(xì))天津松正定義為電源(紅)、地線(黑)、黃(SA)、半(SB)、綠(SC)。只有8根線都接對了，電機(jī)才正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若電機(jī)反轉(zhuǎn)有兩種辦法解決：1.把后輪反裝；2.電機(jī)的粗線A、B互換插，霍爾信號細(xì)線工SA、SC互換插。無刷電機(jī)按霍爾元件的電角度可分為60°和120°電機(jī)。其實(shí)，現(xiàn)在的120°電機(jī)只是把三個(gè)霍爾元件的中間一個(gè)反面安裝了，并無本質(zhì)區(qū)別，當(dāng)然，這樣則驅(qū)動(dòng)譯碼表也就不同了。從外部識別方法是看三個(gè)電機(jī)霍爾的狀態(tài)，60°電機(jī)有000和111狀態(tài)，即三個(gè)霍爾可以輸出全低或全高，而沒有010和101狀態(tài)；而120°電機(jī)則沒有000和111狀態(tài)，而有010和101狀態(tài)�？梢允褂弥悄軣o刷控制器進(jìn)入自檢狀態(tài)看相應(yīng)霍爾狀態(tài)指示燈的亮滅判斷。順便說一下，天津松正智能無刷控制器可自動(dòng)識別60°、120°角電機(jī)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其它任何廠家的控制器無此功能；智能控制器還有故障自檢功能，其他廠家控制器也沒有此功能。(未完待續(xù))

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