第一节 电气仪表的结构原理
一、电气仪表结构原理
电动自行车显示仪表的作用是供骑行者了解电动自行车的各种工作状态和电动自行车的整车工作情况。电动自行车显示仪表电源显示部分一般直接由蓄电池供电,按供电电压分类有36V仪表、48V仪表和60V仪表等。
电动自行车的仪表显示盘如图1所示。仪表与后灯组合电路如图2所示。
电动自行车仪表种类繁多,没有统一的标准,大体可分为指针显示仪表、液晶显示仪表、发光二极管显示仪表和智能显示仪表四大类,且以发光二极管显示式、指针显示式两类为最多。
1.指针显示仪表
这种仪表一般在豪华款电动自行车上使用,它主要用来显示行驶里程数、整车速度、电池电压、前照灯指示、左右转向灯指示。里程表数字是由6个十进制的齿轮计数器组成,电压表采用50V直流电压表的表头。
指针显示仪表的电路简单,并且不依赖于控制器电路。其故障部位主要是引线或仪表头。拆装时应注意电源正负极不能弄错。
2.液晶显示仪表
液晶显示仪表是通过专用的霍尔传感器的开关信号,传输给液晶显示仪表总成上的单片机,对单位时间内车轮转动圈数的计数,算出行驶时速,并对行驶时速和行驶时间相乘,计算出整车行驶里程。
也有的无刷电动机控制器内部选用单片机作为译码芯芯片,能对电动机运行时速和累计行驶里程直接计算出来,输送到液晶显示仪表,这种液晶仪表总成内部就没有单片机。
液晶仪表显示控制电动自行车的各个精确数据,但是其抗太阳紫外线照射的能力差,环境温度要求高,只能在-10~40℃的温度下使用。若长时间在高温或低温环境下使用,将导致液晶屏的不可逆损伤,造成液晶屏的显示数值模糊,甚至无法显示。不同的液晶仪表,其驱动程序软件与单片机型号不完全相同。
这种仪表因为成本高,应用不广泛,如果仪表自身带驱动电路,则可以离开控制器独立工作,但如果驱动电路在控制器内部,控制器损坏后仪表就不能正常工作。更换控制器时如果找不到同型号的,仪表也不能正常工作。
3.发光二极管显示仪表
在二极管仪表盘中,其相关信息的显示是通过电动自行车前外壳内部的一块电路板来完成的。二极管仪表盘电路主要是由发光二极管、可调电阻、电压比较器、电阻和电容等元器件组成的。
发光二极管显示仪表与整车灯具电路分离,它的电路是电子电路,不依赖于控制器电路,能独立工作。发光二极管仪表的信号采集与处理采用数字逻辑芯片。有的电动自行车能通过仪表板将转把和闸把的信号送给控制器。发光二极管仪表能模拟指示电池电压的高、中、低挡及是否欠电压,目前在电动自行车仪表中广泛应用。
这种仪表一般用于简易款的电动自行车,有电量显示、欠压提示、转向指示等,一般没有速度显示。其内部自带有电路,能独立工作,与控制器无关。
其外部接线比较简单,只需并联电池两端,或再将转向指示线并联转向灯。
4.智能显示仪表
智能显示仪表需和相应的智能控制器匹配使用,仪表板上发光二极管的亮和灭的状态受智能控制器的控制。其显示的内容较多,不但能显示电池电压的高、中、低和欠压,还能显示骑行模式,即1∶1助力、电动、定速。目前在电动自行车行业使用比较多。
这种仪表与控制器的型号匹配比较严格,如果更换的控制器和原型号不符,仪表很可能不正常工作。这种仪表在目前市场上以天津松正为代表。
它和控制器配合使用还能检测整车电气控制部件的故障,进行故障自检测时各发光。
极管对应的显示含义如下。
①各指示灯闪3次,检测指示灯是否正常工作。
检测时可转动电动机,三个指示灯应按顺序指示三个霍尔组件若其中有指示灯没有亮和灭的变化,则说明其中有一个霍尔组件未接触好或损坏。
②电量指示灯顺序指示三个霍尔元件的通电情况与电动机磁钢的位置关系。
用手转动电动机时,三个指示灯顺序点亮,如果指示灯点亮的顺序是100、110、011、001、000(其中1代表亮,0代表灭),说明该无刷电动机的相角是60°;如果指示灯点亮的顺序是100、110、010、011、001、101,该无刷电动机的相角是120°。
③缓慢转动转把,欠压指示灯的闪烁频率与转把的转动角度呈对应关系。
转把在原始位置,指示灯不闪;转把转动角度越大,指示灯闪的越快则表示转把信号正常。否则,说明转把损坏或引线接触不良。
④按下模式转换按钮时,助力指示灯亮,松开则不亮,说明模式转换按钮有效。
⑤分别捏左右闸把,电动指示灯亮,说明刹闸把有效。
⑥缓慢转动脚蹬轮盘一圈,定速指示灯闪烁5次,说明助力传感器工作正常 否则表明传感器接触不良,磁钢丢失或极性相反,或距离传感器太远。