近來(lái),本人閱讀了許多采用無(wú)刷電機(jī)生產(chǎn)電動(dòng)車的廠家和經(jīng)銷商編定的宣傳材料,將“無(wú)刷電機(jī)永不磨損”“無(wú)刷電機(jī)毫無(wú)噪聲”“無(wú)刷電機(jī)十年以上壽命”作為最大的賣點(diǎn)作一些夸大的宣傳。某地方晚報(bào)甚至以《電動(dòng)自行車,無(wú)刷勝有刷》為題刊文,對(duì)有刷電機(jī)可能的故障作出一些夸大的宣傳,大有“無(wú)招勝有招”之勢(shì)。其實(shí),電動(dòng)車輪轂采用何種技術(shù)方案,是電刷換向還是電子換向,本來(lái)應(yīng)該是廠家技術(shù)人員選擇技術(shù)方案的事情,兩種方案各有利弊,實(shí)在是無(wú)需通過(guò)媒體刻意渲染,搞得消費(fèi)者無(wú)所適從,不知如何是好。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),真正需要了解的是電動(dòng)輪轂的可靠性、故障率、性能等等特性,至于電動(dòng)輪轂如何實(shí)行“換向”的技術(shù)方案,對(duì)于消費(fèi)者的使用不會(huì)產(chǎn)生影響。
鑒于目前已大量出現(xiàn)了關(guān)于“無(wú)刷勝有刷”的夸大宣傳,作為一名電動(dòng)車技術(shù)研究人員也有必要著一文予以反駁,以為“爭(zhēng)鳴”。
一)“無(wú)刷”“有刷”的基本概念:
目前電動(dòng)自行車廣泛采用的是直流永磁電機(jī),直流永磁電機(jī)按照是否采用電刷換向可分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)兩種,有刷電機(jī)是直流電機(jī)的主流產(chǎn)品,目前絕大多數(shù)電動(dòng)自行車電機(jī)都是有刷電機(jī)。無(wú)刷電機(jī)是一種特殊的直流電機(jī),它采用內(nèi)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(jī)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(jī)的缺點(diǎn)沒(méi)有成為阻礙它在電動(dòng)自行車中廣泛應(yīng)用的要素:
電刷磨損和電機(jī)噪聲是“有刷”相對(duì)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(guó)內(nèi)絕大多數(shù)品牌廠家仍采用有刷電機(jī)的方案呢,難道他們沒(méi)有意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題嗎?原因在于:
A)電刷的磨損不構(gòu)成主要問(wèn)題
電動(dòng)自行車是一種間斷性工作的交通工具,一組電池通常最長(zhǎng)的放電時(shí)間(騎行時(shí)間)一般為2-3個(gè)小時(shí),使用者每天使用電動(dòng)車的平均時(shí)間大約為1-2個(gè)小時(shí),而現(xiàn)在,廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車的盤式轉(zhuǎn)子電機(jī)采用平面式換向器和優(yōu)質(zhì)加長(zhǎng)式電刷,工作壽命一般在1500小時(shí)以上,因此,按每個(gè)用戶平均每天騎車1.5小時(shí)計(jì)算,一組電刷的使用時(shí)間已達(dá)1000天?梢钥闯觯唤M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)自行車使用了3年也確實(shí)有必要對(duì)車輛作一些全面的檢查和維護(hù),更換一些磨損零件,宣揚(yáng)電動(dòng)車電機(jī)十年免維護(hù)這種夸大的觀點(diǎn),有誤導(dǎo)消費(fèi)者的嫌疑。
B)電機(jī)發(fā)出一點(diǎn)聲音是正常的
筆者在走訪市場(chǎng)時(shí),一位無(wú)刷電機(jī)電動(dòng)車的促銷員,演示無(wú)刷電機(jī)在空載條件下的靜音特性,以此證明無(wú)刷電機(jī)要比有刷電機(jī)優(yōu)越得多,其實(shí),購(gòu)買電動(dòng)車絕不是購(gòu)買空調(diào)設(shè)備,消費(fèi)者大可不必為它是否毫無(wú)噪聲而作出購(gòu)買與否的決定。事實(shí)上,使用過(guò)無(wú)刷電機(jī)電動(dòng)車的用戶會(huì)知道,無(wú)刷電機(jī)在空載時(shí)或低負(fù)載時(shí)(如平坦無(wú)風(fēng)情況下)電機(jī)發(fā)出的聲音確實(shí)很小,但是,當(dāng)運(yùn)行至重載狀態(tài)如上坡,頂風(fēng),它往往會(huì)發(fā)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)比有刷電機(jī)更為“巨大”的音響,甚至出現(xiàn)令人不適的電磁抖動(dòng),而這種聲音在安靜的店堂促銷過(guò)程中是不會(huì)出現(xiàn)的。
事實(shí)上,車輛電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)出一些聲音是正常的,畢竟它是一種戶外使用的交通工具,國(guó)家規(guī)定的噪聲合格標(biāo)準(zhǔn)為小于62分貝,絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)有刷電機(jī)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(jī)的促銷員引導(dǎo)消費(fèi)者追求“靜音”,像促銷空調(diào)機(jī)那樣去促銷電動(dòng)車,也有誤導(dǎo)消費(fèi)者之嫌疑,空調(diào)噪聲太大會(huì)影響睡眠,而電動(dòng)車發(fā)出一點(diǎn)聲音是絕不會(huì)影響使用的!
三)現(xiàn)有的無(wú)刷電機(jī)方案存在一系列問(wèn)題:
某晚報(bào)《無(wú)刷勝有刷》一文武斷地將有刷電機(jī)指責(zé)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(jī)內(nèi)的碳刷”,討伐之音毫無(wú)顧慮!為此,本文也步其所為,略數(shù)電動(dòng)自行車無(wú)刷電機(jī)之弊端。
A)傳感器工作環(huán)境差,導(dǎo)致系統(tǒng)失效!
正規(guī)的無(wú)刷電機(jī)設(shè)計(jì)一般需要在非熱源區(qū)設(shè)置光電或磁性(霍爾元件)傳感器,用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置,發(fā)出控制換向的信號(hào),而現(xiàn)在市售的絕大多數(shù)所謂的電動(dòng)自行車專用的無(wú)刷電機(jī)輪轂,由于受到設(shè)計(jì)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(jī)的熱源是一個(gè)客觀存在,它來(lái)自電機(jī)的銅損和鐵損,特別是當(dāng)電機(jī)工作在較低效率區(qū)時(shí),熱量聚集的速度很快,于是鐵芯就會(huì)發(fā)熱,直接