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無(wú)刷電機和有刷電機優(yōu)缺點(diǎn)對比

瀏覽次數:        日期:2020-12-16 15:13:08

 一)“無(wú)刷”“有刷”的基本概念: 目前電動(dòng)自行車(chē)廣泛采用的是直流永磁電機,直流永磁電機按照是否采用電刷換向可分為有刷電機和無(wú)刷電機兩種,有刷電機是直流電機的主流產(chǎn)品,目前絕大多數電動(dòng)自行車(chē)電機都是有刷電機。無(wú)刷電機是一種特殊的直流電機,它采用內置傳感器外加電子換向器的方法進(jìn)行電子換向,無(wú)刷電機主要是為了消除電刷的磨損,以及電刷接觸所產(chǎn)生的噪聲。 
 
二)有刷電機的缺點(diǎn)沒(méi)有成為阻礙它在電動(dòng)自行車(chē)中廣泛應用的要素: 電刷磨損和電機噪聲是“有刷”相對與“無(wú)刷”的兩個(gè)最主要的缺點(diǎn),但盡管存在這兩個(gè)缺點(diǎn),為什么國內絕大多數品牌廠(chǎng)家仍采用有刷電機的方案呢,難道他們沒(méi)有意識到這個(gè)問(wèn)題嗎?原因在于: 
 
A)電刷的磨損不構成主要問(wèn)題 電動(dòng)自行車(chē)是一種間斷性工作的交通工具,一組電池通常最長(cháng)的放電時(shí)間(騎行時(shí)間)一般為2-3個(gè)小時(shí),使用者每天使用貿易的平均時(shí)間大約為1-2個(gè)小時(shí),而現在,廣泛應用于電動(dòng)自行車(chē)的盤(pán)式轉子電機采用平面式換向器和優(yōu)質(zhì)加長(cháng)式電刷,工作壽命一般在1500小時(shí)以上,因此,按每個(gè)用戶(hù)平均每天騎車(chē)1.5小時(shí)計算,一組電刷的使用時(shí)間已達1000天??梢钥闯?,一組合格的電刷服役時(shí)間已接近三年,而更換一組電刷的成本僅為5元左右,平均每年不足2元!更何況,電動(dòng)自行車(chē)使用了3年也確實(shí)有必要對車(chē)輛作一些全面的檢查和維護,更換一些磨損零件,宣揚貿易電機十年免維護這種夸大的觀(guān)點(diǎn),有誤導消費者的嫌疑。 
 
B)電機發(fā)出一點(diǎn)聲音是正常的 筆者在走訪(fǎng)市場(chǎng)時(shí),一位無(wú)刷電機電動(dòng)車(chē)的促銷(xiāo)員,演示無(wú)刷電機在空載條件下的靜音特性,以此證明無(wú)刷電機要比有刷電機優(yōu)越得多,其實(shí),購買(mǎi)電動(dòng)車(chē)絕不是購買(mǎi)空調設備,消費者大可不必為它是否毫無(wú)噪聲而作出購買(mǎi)與否的決定。事實(shí)上,使用過(guò)無(wú)刷電機電動(dòng)車(chē)的用戶(hù)會(huì )知道,無(wú)刷電機在空載時(shí)或低負載時(shí)(如平坦無(wú)風(fēng)情況下)電機發(fā)出的聲音確實(shí)很小,但是,當運行至重載狀態(tài)如上坡,頂風(fēng),它往往會(huì )發(fā)出遠遠比有刷電機更為“巨大”的音響,甚至出現令人不適的電磁抖動(dòng),而這種聲音在安靜的店堂促銷(xiāo)過(guò)程中是不會(huì )出現的。 事實(shí)上,車(chē)輛電機運行時(shí)發(fā)出一些聲音是正常的,畢竟它是一種戶(hù)外使用的交通工具,國家規定的噪聲合格標準為小于62分貝,絕大多數國產(chǎn)有刷電機都可以將分貝值控制在55分貝以下,屬合格產(chǎn)品。無(wú)刷電機的促銷(xiāo)員引導消費者追求“靜音”,像促銷(xiāo)空調機那樣去促銷(xiāo)電動(dòng)車(chē),也有誤導消費者之嫌疑,空調噪聲太大會(huì )影響睡眠,而電動(dòng)車(chē)發(fā)出一點(diǎn)聲音是絕不會(huì )影響使用的! 
 
三)現有的無(wú)刷電機方案存在的一系列問(wèn)題: 某晚報《無(wú)刷勝有刷》一文武斷地將有刷電機指責為“壽命短、噪聲大、效率低”,甚至指出“一般使用6個(gè)月至一年就需要更換電機內的碳刷”,討伐之音毫無(wú)顧慮!為此,本文也步其所為,略數電動(dòng)自行車(chē)無(wú)刷電機之弊端。 
 
A)傳感器工作環(huán)境差,導致系統失效! 正規的無(wú)刷電機設計一般需要在非熱源區設置光電或磁性(霍爾元件)傳感器,用于檢測電機轉動(dòng)位置,發(fā)出控制換向的信號,而現在市售的絕大多數所謂的電動(dòng)自行車(chē)專(zhuān)用的無(wú)刷電機輪轂,由于受到設計尺寸和安裝方式的限制,無(wú)法將傳感器與熱源隔離,幾乎都采用了在鐵芯定子上定位開(kāi)槽并用膠水固定三個(gè)霍爾元件的方法來(lái)安裝傳感器,眾所周知,電機的熱源是一個(gè)客觀(guān)存在,它來(lái)自電機的銅損和鐵損,特別是當電機工作在較低效率區時(shí),熱量聚集的速度很快,于是鐵芯就會(huì )發(fā)熱,直接設置在熱源區的傳感元件會(huì )出現性能漂移,導致?lián)Q向誤差,一旦換向錯誤,則會(huì )導致電機效率的大輻度下降,溫度進(jìn)一步升高,以致進(jìn)入惡性循環(huán),直接導致電子換向器燒毀,一般表現為“短路”。一旦“短路”,無(wú)刷電機就有一種被“卡死”的感覺(jué),轉動(dòng)十分困難,使用者甚至不能腳踩騎行。只有請三輪車(chē)或出租車(chē)運回,有經(jīng)驗的用戶(hù)會(huì )自備一把剪刀,一旦短路卡死,就將電機輸入線(xiàn)剪斷,使之“開(kāi)路”,這樣,被燒毀的“無(wú)刷”,就可以蹬回到維修部了。 
 
B)感應電動(dòng)勢,導致控制器燒毀: 筆者以顧客身份在詢(xún)訪(fǎng)市場(chǎng)時(shí),有一位無(wú)刷的推銷(xiāo)員,在向我自豪地介紹了“靜音”特性之后,又興致勃勃地演示無(wú)刷電機神奇的自充電功能:關(guān)閉總電源,搖動(dòng)中軸,使后輪轉動(dòng),然后鳴號表示已經(jīng)發(fā)電,腳踩出來(lái)的電又被回收到電池中去了,她告訴我“電池若沒(méi)有電可以自已發(fā)電”,神奇之極,且不去評價(jià)這種演示所表現的“永動(dòng)機”屬性違反了基本的能量守恒定律是多么的荒謬之極,騙個(gè)別消費者尚可,騙行家絕對不行,相反地,這種情況恰恰正是“無(wú)刷”的傷心地,由于無(wú)刷電機沒(méi)有超越離合器,當車(chē)輪快速轉動(dòng),在電機輸入端會(huì )形成感應電動(dòng)勢,輪子轉得越快,感應電動(dòng)勢就越高,當超過(guò)器件的耐壓值時(shí),會(huì )導致電子換向系統的“電壓擊穿”,電機又要短路,輪子驟然卡死,又需要求助于“一剪開(kāi)路”了,這種情況往往會(huì )出現于下坡過(guò)程中,用戶(hù)騎著(zhù)無(wú)刷電動(dòng)車(chē)吃吃力力地上坡,到了下坡,本以為可以輕松愜意一番,讓它自由滑行,速度越來(lái)越快,感應電動(dòng)勢越來(lái)越高,終于導致元件被擊穿,不用剎車(chē)就會(huì )停下來(lái),這就是許多用戶(hù)反映“無(wú)刷電動(dòng)車(chē)”上坡時(shí)沒(méi)壞,下坡時(shí)好端端地不會(huì )轉的原因。 
 
C)只說(shuō)電機永不磨損、壽命十年,保修兩年,就不說(shuō)控制器! 無(wú)刷與有刷不同,有刷的換向器置于電機之內,而無(wú)刷則置于電機之外,因此,無(wú)刷電機系統實(shí)際上是由“電機”和“電子換向器”兩部份組成的。無(wú)刷的電機部分確實(shí)存在著(zhù)某種“永不磨損”的屬性,而無(wú)刷的電子換向器卻是一個(gè)故障率很高的部件,如前所述的各種故障均發(fā)生的控制器上。目前,許多無(wú)刷的推銷(xiāo)員向顧客作出電機“保用2年、5年甚至10年”的承諾,但控制器(電子換向器)卻只能保修壹年,更換一只控制器費用高達200元。事實(shí)上,若是算上無(wú)刷系統控制器的維修費用,其維修成本將大大超過(guò)有刷電機更換幾個(gè)電刷的成本。一旦個(gè)別廠(chǎng)家撤消了對控制器(換向器)的保修承諾,消費者的使用成本將迅速增加。 
 
D)系統可靠性與性能的矛盾: 無(wú)需諱言,無(wú)刷電機的可靠性與最大工作電流有很大的關(guān)系,降低最大工作電流會(huì )改善可靠性,但如果大幅度降低最大工作電流,那就會(huì )帶來(lái)無(wú)刷電動(dòng)車(chē)運行乏力,性能低劣的負面影響,消費者不歡迎,無(wú)刷沒(méi)有市場(chǎng)。這確實(shí)是擺在無(wú)刷系統面前十分嚴峻的課題。 
 
E)無(wú)刷更需講“防水”: 筆者不僅一次地看見(jiàn)某些無(wú)刷電機的推廣商將整個(gè)無(wú)刷輪轂浸泡在“魚(yú)缸”里轉動(dòng),以炫耀其“兩棲”作業(yè)的“優(yōu)異”特性,在水下,有刷電機確實(shí)存在著(zhù)換向困難的缺陷,但是,電動(dòng)自行車(chē)并不是潛水艇,為何需要在水中行駛呢?這種看似有學(xué)問(wèn)的演示,著(zhù)實(shí)讓人看不懂!事實(shí)上這也算是一種“魔術(shù)”,因為無(wú)刷采用電子換向,演示者并沒(méi)有將電子換向裝置也置于水中,若是將整個(gè)控制器(換向裝置)也放在魚(yú)缸中,無(wú)刷電機的情況會(huì )比有刷更慘。事實(shí)上,無(wú)論是無(wú)刷還是有刷都采用釹鐵硼作為永磁材料,這種材料具有許多優(yōu)良的特性,但它最大的缺點(diǎn)之一就是抗氧化性差,置于水中無(wú)疑是將釹鐵硼置于最?lèi)毫拥臈l件之中,會(huì )導致電機的壽命因氧化失效。另外,無(wú)刷電機中有大量的硅鋼片,也是會(huì )生銹的,更需要講防水,進(jìn)行這樣的演示,雖然可以誤導一些觀(guān)眾,若被說(shuō)穿也沒(méi)有什么意義

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