电动车无刷电机控制器基本原理及维修

电动车采用的电机分有刷电机和无刷电机两种，由于无刷电机具有 噪声低、寿命长的特点，因而在电动车中获得比较广泛应用。无刷电机的控制器要比有刷电机控制器复杂得多，在维修上有一定的难度，因此，本文从无刷 控制器的原理入手介绍维修要点，以期对广大网友有所帮助。

一、基本原理
电动车无刷控制器主要由单片机主控电路、功率管前级驱动电路、电子换向器、霍尔信号检测电路、转把 信号电路、欠电检测电路、限流/过 流检测电路、刹车信号电路、限速电 路、电源电路等部分组成，其原理框图如图1所示，下面介绍主要电路的工作原理。

二、维修要点
根据笔者在实际工作中的经验， 要修好无刷控制器，可按如下步骤进 行，将会收到事半功倍的效果。

靠前步 正确判断无刷电机控制器 的各引出线功能 无刷电机控制器一般具备如下引出线。

1. 电机线（图6中A线） 无刷电机控制器电机线有3根，称为A、B、C相线，一般黄线为A相，蓝 线为B相，绿线为C相，但也有例外， 这就要求维修者试着调换3根线的次序，直到电机运转正常。
2. 电源线（图6中B线） 无刷电机控制器电源线一般用3根 线，其中一根细一些 的线为锁线，它是给 无刷电机控制器14V及 5V电源供电的，另外 两根粗线（红、黑） 给功率管供电。
3. 限速线（图6中C线）国家标准规定电动车的最高限速 为20km/h，因此各无刷电机控制器厂 家生产的控制器出厂时都留有如图7 中的D号线，当插头插上，则电动车 限速为20km/h，符合国家标准，如断 开，则电动车速度将大于20km/h，方 便用户选择。
4. 刹车线（图6中D线） 刹车线连接到电动车的把手开关上，当刹车时开关动作，刹车信号送入单 片机，执行刹车断电或刹车抱死动作。
5. 速度线（图6中E线） 速度线与电动车仪表盘中的速度表相连，在无刷电机控制器内它通过一 限流电阻与电机的某一根相线相连。电 机速度变化，反应在电机相线中电流变化，则在速度线中电流也变化，反应在仪表盘中就是速度的变化。
6. 转把线（图6中F线） 转把线连接到电动车转把内的霍尔上，转把线有3根线，分别为电源 正、电源负和信号线，一般红线为电源 正，黑线为电源负，信号线为蓝色。当 转把转动时，转把内磁铁相对霍尔运 动，产生由低到高的感应电压信号，该 信号送入单片机，执行调速指令。
7. 电机霍尔线（图6中G线） 电机霍尔线与电机内霍尔相连， 以决定电机换相时刻。霍尔线有5根 线：红为正，黑为负，其余3根线为3 个霍尔信号，这3根线与电机相连，必须次序正确，否则电机不能正常运 转，有时需反复调换这3根线与电机相 连次序，直到电机运转正常。

第二步 目视检查 打开无刷电机控制器，如图7所示，目视检查有无不良，重点检查各 导线是否焊接良好，功率MOS管、14V 稳压管、大电解电容、单片机、振荡器是否焊接良好，如图7中A、B、C、 D、E标注的所示，要排除不良点。

第三步 在不通电情况下用万用表检查
1. 先用万用表量外接电源端对地 阻抗是否正常，一般应大于 2kΩ。
2. 分别测6个MOS管引脚间有无 短路现象，此点较为重要，无刷电机 控制器（如MOS管）较差，过流保护 控制不佳或散热做得不好，往往会引 起MOS管击穿，如图7中A部分。
3. 检查电源稳压管LM317引脚间 有无短路现象。
4. 测78L05与地间阻抗是否正 常，一般应大于1.5 kΩ。 第四步 在通电情况下测直流工作点 测 LM317 输出 （ 应为 14V ）、 78L05输出（应为5V）、转把线霍尔 线、助力线、红线与黑线间电源（应 为5V）。 第五步 尝试通电运转
1. 只连接电机线、霍尔线、转 把线，保证正确连接后通电试着转动 转把，先慢慢转动一小段位置（低 速），看电机运转状态是否正常，如 不正常，立即停机，重新检查。只有 电机低速正常，方可逐渐提高速度， 否则易损坏器件。
2. 在电机运转正常情况下，检查 刹车、助力、速度表、欠压、限流等 功能是否正常。
第六步 故障排除 有时故障现象是多方面因素造成 的，因此，我们要善于透过现象看本质， 逐一排除点，最后问题便迎刃而解，附 表是故障现象与原因的几点总结。
总之，在初步掌握无刷控制器基 本原理的基础上，按照以上所介绍的几点步骤维修，将会收到事半功倍的效果。本文旨在抛砖引玉，许多维修技巧还要靠不断实践才能融会贯通。