无刷电机故障分析与解决方法
无刷电机故障分析与解决方法
一：无刷电机的常见故障
综：无锡、天津、浙江分公司及部分客户信息反馈，所得结论如下：
1：霍尔坏
●没有按标准测试方法测试：a.用摇表测试绝缘时没有将霍尔5根线并在一块摇，产生压
降差、2.测试电机转速时，没等电机停下就将电机相线与霍尔线同时拔下，相线上的反电势迅间就将霍尔击穿，等等….
●虚焊：三叉小线与霍尔脚没焊好。
●漏电：a，由于电机里进了很多水绝缘程度降低，从而产生了漏电、b，绝缘套管没有套
好、c，霍尔根部有异物没有处理干净等。
●扫堂：a，霍尔没有放好，造成中间霍尔高出定子表面、b，转子上有异物。
●本身质量有问题。
2：电机漏水
●定子出线孔处涂胶没严实
●端盖止口处涂胶不均匀
●油封质量偏差，不能防水
●端盖螺钉没有打紧，造成端盖合不紧
●返修电机没有作全面处理
3：线损、线断
●导线质量较差，线皮薄，公差偏负，含氟量不够
●轴的出线孔比较锋利，毛刺较多，轴孔里面残留物比较多，穿线过程中易将线皮破损
●轴的设计不到位，要改为斜出线
4：电机轮毂易裂与变形过大
●铝轮材质有问题、或波动较大
●没有热处理工艺
●运输时没有轻拿轻放、包装箱质量较差
5：端盖划伤较严重
●油漆附着力不够
●整个物流过程没有轻拿轻放
●端盖的运输过程要加塑料袋
6：轴—螺母拧不进、易滑丝
●螺纹受伤较严重，主要为：a，毛坯没处理好、b，热处理过程撞击比较厉害●电机轴倒角偏小
●铣扁处毛刺没有处理干净
●锣牙的幅值不够，偏小
7：扫堂
●磁钢偏高
●电机内有异物，如：a，波形垫片碎、b，磁钢碎片、c，许多线头等颗粒物●定子上公共头绑扎处黄蜡管过高
●定子铁芯摆动过大
●端盖与轮子配合超差，如：9孔位置不同心、止口跑偏等
8：转速波动幅度较大
●磁钢磁通量的一致性波动较大
●电机定子材料材质的波动性较大
●装配时定子与磁钢可能有偏离
9：电机效率低、续行里程较短
●定子材料标号过高，损耗偏大，来料过杂
●磁钢磁能积比较低
●铁圈的含碳量过高、厚度偏薄。尤其是铁轮铁圈
10：电机漏电
●定子整形不到位、漆包线与铁心直接相碰
●出线口处线皮破
●霍尔胶没有涂好
●定子上有不洁物
二：电机结构与原理
1：电机的结构
电机由定子、转子、及相关辅助件组成
1.1定子由铁芯、支架、绕组、霍尔、轴、及导线接插件等组成
●铁芯：铁芯是主磁路的一部分，也是绕组线圈产生磁场关键件，其好坏是决定电机效率
的关键因素，同时对电机的空载电流、温升、功率及扭矩都有影响。市场上铁芯的材料有很多种，其厂家与标号都不一致，其标号从350—800不等（标号越高的，损耗系数越大），厂家也很多，但是从目前使用情况看，上海宝钢是比较稳定的。我公司现在全面使用上海宝钢470，这应该是性价比最佳的选择。
●支架：支架是起固定作用的，其材料好坏及厚度的厚薄都会直接影响到电机运行性能，
具体表现在定子的同心度、摆动、抗冲击力的大小及抗腐蚀的关键。从目前给我们加工铁芯的几个厂家看，信质的工艺比较稳定，另外两家比较差。具体情况解析为：支架焊接较差，易生锈，铁皮偏薄，易变形，数据一致性较差。
●绕组：一般绕组的成分为无氧电解铜，其纯度比较高，线径粗细有很多种。我司通常使
用直径为0.49与0.51两种，其关键参数为电阻值大小与表皮漆膜的质量。电阻值的大小会影响电机的功率储备、发热、扭矩、效率及电机的饱和深度等电阻值越小越好。漆膜的质量好坏直接会影响电机的绝缘程度，包括匝间短路等，不是漆膜越厚越好而是漆膜一定要均匀适度。
●电机轴：电机轴一般材料为40cr，要求要热处理其硬度为22-25，强度要好，要能有抗
冲击的能力。牙纹要清晰干净，可拧性要好。加工工艺要好，尤其是中心孔的位置，要求一定要正中，不能偏，否则会影响抗冲击的强度。再有就是设计要合理科学，我们现在用的轴70%是端口直接出线，其缺点为：强度差、导线易压断、中心孔加工比较难等特点，如果改为斜出线，以上的缺点就会迎刃而解，尤其要指出的是要文明生产，我司现在生产的电机轴最多的问题就是a:螺纹受伤较严重、b:螺纹的幅值不够易滑丝。
●导线：相线：无刷电机一般是工作在低电压大电流状态，为此我们就必须根据这个特点
来选择导线，由于是工作在大电流状态，而且电密比较大（一般工业导线电密为6a/mm，电动车行业基本上为12a/mm），导线发热比较厉害，往往是工作在深饱和状态，为此我们在测量导线时，要求公差一定要正，导线内阻一定要小，外表皮一定要用含氟的材料，且厚度要满足我们的需求。霍尔线主要是传感电压信号所用，它一般不走电流，它需要的是：线强度要高、接触要可靠。为此我们在选择霍尔线时一定要考虑到线皮的强度，正常要求线皮厚度要大于0.2、拉脱力要大于30N。相当于某一根霍尔线要能拉起一只电摩定子，皮薄后，线易损、易折断，线皮含氟不够抗温度变化的能力就差，尤其是高温或者是低温状态时，会有意想不到的情况发生。北方的冬季就有许多线一折就断。此节关键点为：线径、皮厚、材料、强度等。
●接插件：前一节说过，无刷电机一般是工作在大电流状态，相线有大的电流流过、霍尔
线是传感器信号，可靠地将信号输出时特别重要的，有时一个信号没有输出可能会烧毁一辆车，故其可靠接触是第一要务。为此要求相线接插件：材料为磷青铜，既要弹性好又要有强度，接触电阻一定要小，接插件要有一定的厚度，我司要求为0.7，这样接插件的热量就比较小，合格率就高，工作寿命就比较长。霍尔接插件，一般要求厚度为
0.5材料易选磷青铜，最主要点是其弹性一定要好，接触一定要可靠，电镀质量一定要
好，不能氧化，插件锁定倒钩一定要牢靠，走电流是次要的，在这里可以不考虑。
现在行业中很多品牌厂家就指定用某一品牌，我们公司也要向这一方面发展，看起来一开始价格是高了一点，但是综合售后情况来看，这样是绝对有利的。举例说明：速派奇电动车公司就是因为一个接插件接触不可靠而与南京一个大经销商闹矛盾，最后损失很大。
关键点为：材料、厚度、弹性、电镀质量、接触可靠性。
●霍尔：霍尔是一个传感器，它是由放大器、磁敏原件、斯密特触发器、集电极开路输出。
对霍尔原件的测试一定要注意几个事项：首先要看它稳定的工作温度范围与工作电压范围，其次是注意它的正反击穿电压与某一额定电流的工作温飘和敏感效应。霍尔最容易受漏电与静电击穿的，说以在与霍尔接触期间，一定要注意静电的释放，要注意工作器件的漏电情况。
关键点为：漏电、静电、电压、温度、灵敏度。
2：转子
2.1转子主要由：轮毂、导磁环、磁钢及胶组成
轮毂：轮毂主要注意以下几个方面
●铸铝质量：配方一定要科学，我们一般推荐A356料，在配方稳定的情况下，要注意配
料过程的一致性，往往一罐料是好的，第二罐料就有问题了，或者是罐的中层以上是好的，下层就有问题了。这样的问题要杜绝。
●要注重热处理工艺
热处理是解决表面及径向应力一种处理方法，低压浇铸的铝轮其表面及径向有一种应力，在这种应力的作用下，其表面结构是凌乱的，具体表现为抗冲击力比较差，强度、硬度一般都不能满足客户需求。现在的情况是：由于纯A356材料比较软，易变形，为了增加硬度要加很多硅，这样有了硬度强度又不够了，这是个矛盾。
●
●一定要注重加工工艺
在客户反馈的裂开轮子中，我们发现除了配方或材料问题外，很多是反映加工工艺的事项，如：轴向方面：我们要求轮子的壁厚一般为3.5mm，而有问题的轮子为一边是4.5mm 一边只有 2.5mm，严重偏边，从而影响轮子的抗冲击力。径向方面也就是直径两端一边厚，一边薄。
●生产管控
1：螺丝孔的深度不一，攻丝时丝牙没有到底就回牙，造成在生产时有很多螺丝打不到底，有些直接就断在螺丝孔里面。在分公司遇到象这样的轮子就直接报废了，因为他们没有办法打孔攻丝。2：加工车铁圈时，偏边很厉害，铁圈是导磁用的，在我们设计过程中我们都称之为导磁环，如果因加工过程车偏了，导致某一边或一段铁圈厚度低于磁钢1.5倍时，铁圈就会磁饱和，从而抑制了电机的磁性能。3：低压在压铸时，没有对模具进行保养，造成滑块与上模有较大间隙，有许多轮子打出来以后就偏了很多，加工过程中没法车完整，报废又可惜，实际上这些问题我们都是因该能杜绝的。
关键点：材质、加工工艺、现场管理
3：辅助件
辅助件包括：端盖、垫片、及部分标准件
●端盖端盖的作用有很多，定子与转子的中间连接就是靠端盖，电机的气隙均匀科学全
靠端盖的尺寸给予保障的。
端盖材料：端盖材料要保证其流动性，又不能有气孔，为此配方必须科学，半成品件表面不能有花纹、色斑，气孔否则下道工序就没法做。
油漆工艺：端盖是电机的窗口，一个电机工艺好坏，首先人们要从端盖看起，所以端盖油漆特别重要，包括其附着力等，要做到既要保证光亮、色泽均匀、又要保证不要掉漆。
加工工艺：端盖加工时，一定要注意走刀速度，刀纹要清晰、美观，不能有振刀的感觉，
纹路不清晰，端头螺纹的牙纹要清晰、细致，不要有伤痕。
关键尺寸：1：端盖止口面到轴承底部的尺寸。2：轴承室的尺寸，公差大小，及轴承室的深度。
关键点：材料、加工工艺、关键尺寸、油漆工艺
●紧固件：一般紧固件尽量按国标来检查，尤其是牙距与牙纹、电镀的质量患有加工的规
范性，不要让牙纹斜在里面。关键尺寸一定掌控好，如法兰螺帽对边尺寸等。
●垫片：垫片是调节尺寸与支垫作用的，为此1：要注意厚度尺寸，2：要注意其强度。
我们电摩电机就是因为波形垫片强度的事项，造成了很多垫片碎在电机里，造成电机扫堂。
●粘接济：电机磁钢粘贴、止口密封、导线出口、以及螺丝的紧固都要用到粘接剂，所以
选用粘接剂，我们要注意一下几点，首先是粘粘性要好，但同时要能掌控，这个听起来很矛盾，但必须要做到，如：磁钢粘贴，既要能粘牢又要能压下，等。
最关键点还是在总装过程中，要注意严格按生产工艺操作事项、有很多电机故障是有生产直接造成的，如：由于装配过程中没有按工艺生产，轴承斜压、涂胶不均匀等。
以上几点是我个人在平时工作中的一点总结，以后还会不断的补充，同时还希望各位给予指正。
谢谢！