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电动自行车无刷电机之弊端

日期:2016-01-13    共阅[ ] 次

 1、传感器周边工作环境恶劣,导致系统失效!正规的无刷步进电机的设计一般都需要在非热源区域设置成光电或者磁性(霍尔元件)的传感器,从而用于来检测步进电机的转动位置设置,从而发出其控制换向的命令信号,然而现在目前市售的绝大多数所谓的步进电动自行车专用的无刷电机的轮毂,都是由于其受到了当初设计尺寸和安装方式的特别限制,无法将其传感器与发电热源进行隔离,几乎全部都是采用了在铁芯的定子上定位上开槽并通过用胶水来固定其三个霍尔元件的方法来进行安装传感器,众所周知,步进电机的热源是一个客观一定存在的,它是来自于步进电机运行时的铜损和铁损导致的,特别是当其步进电机在工作在较低的效率区域时,热量进行聚集的速度是非常的快啊,于是其内部的铁芯就会开始发热,直接设置在热源区的传感元件会出现性能漂移,导致换向误差,一旦换向错误,则会导致电机效率的大辐度下降,温度进一步升高,以致进入恶性循环,直接导致电子换向器烧毁,一般表现为“短路”。一旦“短路”,无刷电机就有一种被“卡死”的感觉,转动十分困难,使用者甚至不能脚踩骑行。只有请三轮车或出租车运回,有经验的用户会自备一把剪刀,一旦短路卡死,就将电机输入线剪断,使之“开路”,这样,被烧毁的“无刷”,就可以蹬回到维修部了。
2、感应电动势,导致控制器烧毁:笔者以顾客身份在询访市场时,有一位无刷的推销员,在向我自豪地介绍了“静音”特性之后,又兴致勃勃地演示无刷电机神奇的自充电功能:关闭总电源,1摇动中轴,使后轮转动,然后鸣号表示已经发电,脚踩出来的电又被回收到电池中去了,她告诉我“电池若没有电可以自已发电”,神奇之极,且不去评价这种演示所表现的“永动机”属性违反了基本的能量守恒定律是多么的荒谬之极,骗个别消费者尚可,骗行家绝对不行,相反地,这种情况恰恰正是“无刷”的伤心地,由于无刷电机没有超越离合器,当车轮快速转动,在电机输入端会形成感应电动势,轮子转得越快,感应电动势就越高,当超过器件的耐压值时,会导致电子换向系统的“电压击穿”,电机又要短路,轮子骤然卡死,又需要求助于“一剪开路”了,这种情况往往会出现于下坡过程中,用户骑着无刷电动车吃吃力力地上坡,到了下坡,本以为可以轻松惬意一番,让它自由滑行,速度越来越快,感应电动势越来越高,终于导致元件被击穿,不用刹车就会停下来,这就是许多用户反映“无刷电动车”上坡时没坏,下坡时好端端地不会转的原因。
3、只说电机永不磨损、寿命十年,保修两年,就不说控制器!无刷与有刷不同,有刷的换向器置于电机之内,而无刷则置于电机之外,因此,无刷电机系统实际上是由“电机”和“电子换向器”两部份组成的。无刷的电机部分确实存在着某种“永不磨损”的属性,而无刷的电子换向器却是一个故障率很高的部件,如前所述的各种故障均发生的控制器上。目前,许多无刷的推销员向顾客作出电机“保用2年、5年甚至10年”的承诺,但控制器(电子换向器)却只能保修壹年,更换一只控制器费用高达200元。
事实上,若是算上无刷系统控制器的维修费用,其维修成本将大大超过有刷电机更换几个电刷的成本。一旦个别厂家撤消了对控制器(换向器)的保修承诺,消费者的使用成本将迅速增加。
4、系统可靠性与性能的矛盾:无需讳言,无刷电机的可靠性与最大工作电流有很大的关系,降低最大工作电流会改善可靠性,但如果大幅度降低最大工作电流,那就会带来无刷电动车运行乏力,性能低劣的负面影响,消费者不欢迎,无刷没有市场。这确实是摆在无刷系统面前十分严峻的课题。
5、无刷更需讲“防水”:笔者不仅一次地看见某些无刷电机的推广商将整个无刷轮毂浸泡在“鱼缸”里转动,以炫耀其“两栖”作业的“优异”特性,在水下,有刷电机确实存在着换向困难的缺陷,但是,电动自行车并不是潜水艇,为何需要在水中行驶呢?这种看似有学问的演示,着实让人看不懂!事实上这也算是一种“魔术”,因为无刷采用电子换向,演示者并没有将电子换向装置也置于水中,若是将整个控制器(换向装置)也放在鱼缸中,无刷电机的情况会比有刷更惨。事实上,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,置于水中无疑是将钕铁硼置于最恶劣的条件之中,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,更需要讲防水,进行这样的演示,虽然可以误导一些观众,若被说穿也没有什么意义。