1．电动自行车常见故障判断电动洎行车由电源（含充电器）、控制器、指示系统和电机四部分组成

通常，电动自行车的电源部分由三块12V(12～14AH)蓄电池串联组成36V电源、外部充電器、电池输出触点、钥匙开关和熔丝等部件组成

指示系统主要有电量显示、工作状态显示、保护电路显示、照明灯控制、声响电路等。有的还有速度显示及转把、闸把插接于显示板与其他功能引线一起经多芯护套线引入控制器。

电机是电动白行车的动力源分为有刷電机和无刷电机两大类。无刷电机由磁钢构成的外转子、定子三相线圈、位置传感器组成由于无刷电机不存在机械换向系统，因此结構简单，故障率低所以，现在的电动自行车大都采用无刷电机

电动自行车根据故障显示，检测各电源电压可快速判断故障部位，再結合其他检测方法可迅速地查找到故障元件

①打开钥匙开关，观察电量显示若显示正常，直接测量控制器输入36V电源输出5V电源（无刷電机还包括10～20V位置传感器电源）。

若显示不正常则测输入36V电源，若电压较低则检查熔丝、钥匙开关、电池盒输出的触点、电源线接头囿没有接触不良等现象。若以上检查正常则打开电池盒，检查蓄电池是否正常及内部接线是否可靠否则需要研磨或更换烧蚀触点，清悝和紧固电源线更换钥匙开关或更换电池，即可排除电源问题

②检测输入的36V正常后，再检测控制器输出5V电源(无刷电机传感器电源10～20V)若SV不正常，则断开转把仍不正常就是控制器故障。若SV电源正常转动转把时输出端电压在l～4.2V之间变化，则转把正常否则就是转把故障，更换转把即可

检测电源及转把正常后，若电机仍不转再检测闸把，闸把分机械开关式和电子开关式两种方式对于机械闸把，测其兩根引线间电阻在正常状态与刹闸状态下，电阻应在∞与0n之间变化否则说明闸把损坏。

对于电子闸把先测其工作电源(5～15V)足否正常，若正常再测其信号输出端在正常状态与刹闸状态下的电压，应在OV和5V(或15V)之间跳变否则是电子闸把损坏。若SV(15V)电源不正常则是控制器故障。损坏后的闸把处于刹车状态使控制器无输出，所以电机不转更换闸把或拔下闸把插接件，解除刹车状态正常时电机旋转，否则是控制器故障

③对有刷电机的检修，应在断开电机与控制器连接线后测电机两根线之间的电阻，电机正常时电阻很小且慢慢转动电机，电阻稳定不跳变否则是电机故障。常见故障是电机线断、碳刷磨损、整流子打火氧化更换电机线、碳刷、打磨整流子、清理整流子爿间绝缘即可。

④对于无刷电机的检修应该首先检查传感器。接通钥匙开关测控制器引出传感器五根线的红(+)黑（一）线之间电源电压應为SV（或10V、15V，视控制器不同）否则为控制器有故障。若传感器电源正常转动无刷电机并测量电机三根传感器输出端，每根均应在OV与传感器电源电压之间有规律地跳动否则说明传感器有故障。

无刷电机传感器由三只开关型霍尔元件构成用于检测转子磁钢的位置，通过控制器电子开关使定子线圈有规律地通过电流，实现电机的旋转检查三根电机电源线是否损坏，因为无刷电机输出力矩大若防轴转措施不当，易造成轴转而搅断电机引线

⑤有刷控制器以PWM脉宽调制电路为核心，常用的是TL494它通过转把及相关电路控制脉冲宽度，最后通過场效应管改变电机两端电源通断比例实现电机转速控制。控制器常见的故障是场效应管击穿、烧断续流二极管损坏，电源输出故障囷倮护电路故障等经上述检查，排除电源、转把、电机故障后即可确定是控制器存在故障。

控制器通常采用整体更换的方法在更换時应注意控制器与转把输出类型的配套，是从1V到4.2V的正向控制还是从4.2V到1V的反向控制，闸把是电子开关还是机械开关是常开型还是常闭型，否则更换后还会出现新故障

“雅标”牌电动自行车，电机不转检测36V正常，控制器输出SV、12V正常电机电阻正常，把电机直接连接到36V电池上电机运转正常。本车转把、闸把插接于显示板上通过九芯线连接到控制器。检测9芯线转把输出信号转动车把，输出在1～4.2V正常值の间变化进一步检测指示电路板上闸把插接件的信号也正常，但九芯线中闸把输出信号异常观察到指示电路板引脚间灰尘较多，清洗指示电路板后故障排除这是由于漏电电阻引起闸把信号变化，输出刹车信号到控制器所以电机不转。

(2)电机旋转不停电机旋转不停，鈈受转把控制是典型的控制器故障，最常见的是采用有刷电机的电动自行车主要原因是场效应管击穿，36V电源经击穿的管子直接加到电機上

无刷电机出现此类故障，更换转把即可排除故障另外还要注意转把内的复位弹簧，当复位弹簧经长期使用出现弹性疲劳时会出現转把恢复不到位的故障，具体表现为在推行时电动自行车会突然启动

一辆二手电动自行车，几次出现正常推行时突然启动险些引发倳故，拆开转把发现复位弹簧和正常时相比其弹性有些异常，断定为弹性疲劳将转把更换后故障排除，再未出现此类故障

2．电动自荇车控制器故障速查控制器全称是电机驱动控制器，它的作用就是驱动电机旋转其性能好坏直接影响到电动自行车的性能。常见的无刷電机控制器电路如图5-26所示

从图5-26中可以看出，控制器由PWM控制芯片MC33033DW、半桥驱动器IR2103、双电压运放LM358等元件组成其中，LM358主要用于刹车控制和欠压取样信号放大控制器基本工作原理分析如下。

(1)15V供电接通锁开关后，36V蓄电池输出的电压经Cl、C2滤波后分为三路：第一路为功率管供电，苐=路经R19、R17分压后为蓄电池欠压保护电路提供电压取样第三路经防反接二极管VD15送往15V电压形成电路。IC6输出的15V电压为控制器各芯片提供工作电源

(2)激励脉冲电路。该机的激励脉冲电路以IC1(MC33033DW)为核心构成由电源电路产生的15V电压加到IC1的⑩脚，为它内部的基准电压发生器等电路供电IC1内蔀基准电压发生器产生的6.25V基准电压不仅为IC1内部的振荡器、PWM脉冲形成等电路供电，而且从⑦脚输出通过Rl0限流得到SV电压，为电机内的霍尔IC和轉把内的霍尔IC供电

(3)驱动电路。该控制器的电机三相绕组驱动电路以三块半桥式放大器IR2103(lC2～IC4)为核心构成（三路绕组驱动电路构成相同）

由ICl(MC33033DW)嘚②脚输出的低端激励信号和⑥脚输出的高端激励信号经IC2内部缓冲放大器放大，再经半桥式功率放大器放大后从IC2的⑤脚和⑦脚输出当⑤腳输出的激励脉冲为低电平、⑦脚输出的激励脉冲为高电平时，⑤脚的低电平脉冲使VD2导通致使功率管VT2迅速截止，⑦脚输出的高电平脉冲通过、R2使功率管VT1导通VT1导通后，由其S极输出的电压为电机绕组供电

当IC2的⑤脚输出的激励脉冲为高电平、⑦脚输出的激励脉冲为低电平时，⑦脚的低电平使VD1导通致使功率管VT1迅速截止，⑤脚输出的高电平脉冲通过R3使功率管VT2导通VT2导通后，电机绕组通过VT2的漏极D、源极S极到地形荿电流回路从而为电机绕组提供不同方向的驱动，使其产生磁场驱动转子旋转，完成电机驱动

为了确保高端驱动管能够CRCWRT1正常工作，IC2還为高端驱动管设置了自举升压型供电电路该电路由VD7、C13和功率管构成。

(4)相序控制和功率放大控制器的相序控制电路由IC11(MC33033DW)肉部转子定位解碼器、电机内部的霍尔IC构成。

功率放大电路采用了6只大功率场效应管VTl～VT6做功率管

当IC1工作后，由它输出的激励信号驱动电机旋转电机内嘚三个开关型霍尔元件产生位置传感脉冲信号，通过C20、C21和C24滤除干扰脉冲后从IC1的④脚。⑥脚输入到集成电路内部的转子定位解码器经处悝后就可确保IC1输出的激励信号相位的准确。

输出的相位准确的激励信号再通过驱动电路IC2～IC4放大后就可按规定顺序使VT1。VT6工作在开关状态這样，VTl～VT6就可为电机的3个绕组循环提供激励电流使它们产生旋转磁场，驱动电机旋转

(5)调速控制电路。调速控制电路由ICl(MC33033DW)、转把和相关元件构成旋转转把时，转把内的圆弧形永久磁铁开始转动使霍尔IC输出的直流控制电压由低到高或由高到低发生变化。当调速控制电压通過R3使IC1的⑨脚输入的电压由低逐渐升高时经IC1内部电路处理后，使IC1输出的高端激励脉冲占空比增大致使高端功率管导通时间延长，为电机繞组提供的电流增大电机的旋转速度加快，车速变快实现了加速调整，反之亦然

(6)限速电路。限速控制也是通过ICl(MC33033DW)的⑨脚内部电路和限速开关（短路线）来完成的当短路线接通后，IC1的⑨脚通过R12和短路线接地将转把输出的控制电压分压，IC1的⑨脚输入电压减小IC1输出的矩形脉冲宽度被限制在一定范围内，控制器为电机提供的激励电流较小使电动自行车在限速范围内行驶。

(7)刹车控制电路刹车控制由刹把、运算放大器IC5(LM358)和ICl(MC33033DW)为核心组成的刹车控制电路完成。

左、右刹把内的机械开关是并联接在一起的它们的一端通过VD10接IC5的③脚，另一端接地囸常行驶时刹车开关不接遁，使VD10截止此时IC5的③脚电位高于②脚电位，其①脚输出高电平使VD11和VD12截止不影响IC1的⑨脚和⑩脚电位，控制器正瑺工作刹车时，刹车开关对地接通IC5的③脚通过VD10被钳位到低电位，使IC5的③脚电位低于②脚的电位IC5的①脚输出低电平，使VD11和VD12导通将IC1的⑨脚和⑩脚变为低电位，IC1无激励脉冲输出场效应管截止，实现刹车控制

(8)保护电路。控制器设置了由ICl(MC33033DW)的⑩脚内部电路取样电阻RO等元件构荿的过流保护电路以防止VT1～VT6过流损坏。还设置了由IC5(LM358)、IC1和R17、R19组成的蓄电池欠压保护电路

(9)电机不旋转故障速查步骤。电机不旋转说明刹紦、转把、控制器或直流电机异常，该故障速查步骤

控制器的滤波电容Cl、C2或功率管VTl～VT6击穿，会引起蓄电池盒内的保险管过流熔断产生整车无电的故障。这时可脱开控制器与蓄电池的连线测控制器供电端和地线之间的电阻值，若阻值过小说明控制器内的功率管或滤波電容击穿。功率管VTl～VT6击穿除了应查驱动电路、供电电路外还应检查电机，以免再次损坏

(10)故障速查实例。

电动自行车电机不转但指示燈亮。控制器采用MC33033DW控制芯片

按照图5-27所示，首先脱开刹把线电机仍不旋转，说明刹把正常然后脱开转把线，将控制器的调速信号输入線与SV线接在一起电机还不能旋转，说明控制器电路发生故障

测控制器供电正常，然后检测控制芯片MC33033DW的⑩脚因为IC1的⑩脚为“使能控制信号输入端”，若⑩脚为低电位时IC1的①脚、②脚、⑩脚、⑩脚、⑩脚、⑩脚均无输出，只有IC1的⑩脚为高电位时IC1的①脚、②脚、⑩脚、⑩脚、⑩脚、⑥脚才有激励脉冲输出。

经检测IC1的⑩脚为低电位再测量⑨脚也为低电位，对图纸进行分析后认为只有当IC5的①脚、⑦脚为低电位时，VD11、VD14、VD12、VD13导通才会将IC1的⑩脚和⑨脚电位拉低。分别断开VD11、VD12、VD13、VD14当断开VD11时，IC1的⑩脚电位恢复正常断开VD12时，⑨脚电位恢复正常查LM358外围元件未发现明显异常，判断双运放LM358损坏

双运算放大器LM358在控制器中用作刹车控制和电池欠压保护，LM358肉部是两个完全相同的运算放夶器其内部电路框图与引脚功能。

用电烙铁将IC5从电路板上焊下将新的LM358焊人电路，再将刹把、转把及其他连接线复原试骑行后确认故障排除。

电动自行车电机不转指示灯亮。控制器采用MC33033DW控制芯片通电后电机有抖动的现象。

这是典型的电机缺相故障经验证明无刷电機缺相通常是由于位置传感器（霍尔元件）损坏所致。拆开电机采用电阻测量法在路测量3个霍尔元件，经对比发现其中的一个霍尔元件阻值与另外两个的阻值相差较大说明该霍尔元件不良，更换新的霍尔元件安装电机，将其他相关引线复原通电后电机运转正常，试騎行确认故障排除

电动自行车的故障查找相对要容易一些，而且控制器在发生故障时通常是采用整体更换的方法但需要引起注意的是，若需更换控制器最好能换用原装控制器。目前一些生产控制器的小企业对控制器电路进行了改进，当电机内部的霍尔元件损坏后也鈈用更换虽说使得电动车用电机的检修更为简便快捷，但却降低了电机旋转的扭矩电动自行车运行力量的变化，在平坦道路上行驶不噫察觉在上坡时感觉则较为明显。

3．电动自行车充电器故障速查充电器的主要作用是给电动自行车电瓶（蓄电池）补充电能它的质量囷性能的好坏，直接影响到咆瓶（蓄电池）的使用寿命所以，它也被称为电动自行车的“四大件”之一采用UC3842和LM324构成的充电器电路。

(1)基夲工作原理UC3842和相关元件构成了功率变换电路，LM324和相关元件构成了电压检测和控制电路

充电器接通交流220V电压后，经2A保险管FU1和负温度系数熱敏电阻RT1送到由Cl、C2和电感线圈LE1组成的滤波电路滤除电网中的高频干扰后，经VDl～VD4整流在滤波电容C3两端建立300V左右的直流电压。

300V电压一路通過开关变压器Tl的初级绕组(Ll)加到开关管VT1的D极为它供电另一路经启动电阻R5对电源控制芯片ICl(UC3842)供电端⑦脚外接的滤波电容Cl0充电。

当Cl0两端电压达到16V時IC1内部的启动电路开始工作由基准电压发生器产生的SV电压为内部的振荡器等电路供电并从⑧脚输出。R9、C6为④脚内部振荡器的外接定时元件振荡器输出的矩形振荡脉冲作为触发信号控制。PWM调制器(RS触发器)产生的矩形激励脉冲经推挽放大器放大后得到开关管激励脉冲信号，從IC1的⑥脚输出当开关管激励脉冲为高电平时，通过R4驱动开关管VT1导通300V电压经Tl的Ll绕组、Vl的D/S极和R6到地构成回路，回路中的电流在绕组Ll上产生仩正、下负的自感电动势此时Tl的L2、L3、IA绕组所接的整流管反偏截止，能量被存储在Tl内部同时，电流在R6两端产生压降通过R7和C7积分后加到IC1嘚③脚。当IC1的③脚输入电压达到1V时IC1的⑥脚输出低电平使VT1迅速截止。Tl初级绕组Ll自感电动势反相Tl的次级绕组产生反相的脉冲电压，经墼流濾波后为相应的负载供电

L3绕组输出的脉冲电压通过VD6整流、Cl0滤波，获得的电压取代启动电路为IC1和光电耦合器PCI内的光敏管供电L2绕组输出的脈冲电压经VD7、D8整流，C16滤波产生的直流电压通过防反接二极管VD11为蓄电池充电，还通过R15～R18取样后加到误差放大器IC2(TL431)的取样端LA绕组输出的脉冲電压通过VD10整流、C12滤波，经R13加到光电耦合器PC1的①脚为它内部的发光二极管供电，同时还为芯片LM324供电

当220V电压降低或负载较重引起开关电源輸出电压下降时，滤波电容C12两端降低的电压使PC1的①脚输入的电压下降C16两端下降的电压通过R15～R18取样，由IC2组成的误差放大器放大后使PC1的②腳电位升高，于是PC1内的发光管亮度变弱光敏管内阻增大，IC1的②脚电压降低⑥脚输出的激励脉冲占空比增大，使得开关管VT1导通时间延长开关电源输出电压升高，实现稳压控制反之亦然。

充电器的充电、显示控制电路由四运算放大器LM324(IC3)、取样电阻R20、复合发光管LED2等元件构成

①充电器无电压输出。无电压输出说明电源未能正常工作故障速查步骤。

需要注意的是当IC1的⑦脚电压达到16V以上时，而它的⑧脚仍无5V電压输出则说明IC1损坏。

②充电器输出电压高于标称值故障速查步骤。

③充电器输出电压低于标称值

充电器接通电源后指示灯不亮，鈈能进行充电

该故障现象说明充电器因故没有交流220V电压输入或充电器未工作。

首先检测熔丝FU1已经熔断说明机内存在短路现象。将万用表置于R×10挡测滤波电容C3两端直流电阻为0Q。将C3-只引脚与电路板脱离后检测电路板滤波电容C3的原焊接点，直流电阻恢复正常但测量滤波電容C3并未击穿。在路测量开关管VT1的漏极D和源极S之间的电阻为0n说明VT1已击穿损坏，再测源极电阻R6已开路

按照VTl(KA/50W)的原型号进行更换后，暂不接2A熔丝用一只60W的灯泡代替，接通电源通电同时将万用表置于直流电压50V挡检测C16两端电压。观察灯泡闪亮后亮度降低但不熄灭，C16两端电压超过50V关机后将光耦的③脚、④脚用导线短接，再次通电试机灯泡闪亮后熄灭，C16两端电压极低说明稳压控制电路正常，故障发生在光耦本身及取样、误差放大环路

关机后拆下短接光耦③脚、④脚的导线，在路测量光耦的①脚、②脚正反向电阻及R13均未发现明显异常，根据经验光耦应采用代换法试之。用电烙铁把光耦从电路板上焊下将新的PC817焊人电路通电试机，绿色指示灯点亮C16两端电压恢复正常的43V（空载）。接人蓄电池红灯点亮绿灯熄死，表示充电正在进行数小时后红灯熄灭，绿灯点亮充电结束，确认故障排除

充电器不能充电且指示灯不亮。

检查熔丝FU1正常说明机内不存在直流短路现象，可以通电测量开机测得电源控制芯片IC1(UC3842)⑦脚电压低于16V较多，关机后将C3存储的电压放掉将万用表置于R×10挡测⑦脚对地阻值，未发现异常估计启动电阻R5(150k/lW)有问题。焊下R5检查发现已开路按照原参数更换新的电阻后，充电器指示灯发光输出电压正常，经试充电后确认故障排除

充电器不能充电且指示灯不亮。

检查熔丝FU1正常说明机内不存在直鋶短路现象，可以通电测量开机瞬间测得电源控制芯片ICl(UC3842)⑦脚电压约为18V，测得IC1的⑧脚无5V基准电压输出说明UC3842内部电路异常，更换UC3842后故障排除

内容提示：QCT - 电动汽车用驱动电机系统故障分类与判断

文档格式：PDF| 浏览次数：12| 上传日期： 21:56:13| 文档星级：?????