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标题: 用不到2元的自制高斯计定量判断电机是否退磁 [打印本页]

作者: ztx 时间: 2008-3-14 23:14
标题: 用不到2元的自制高斯计定量判断电机是否退磁
大家知道，如果永磁电机的铷铁硼磁钢退磁会造成电机耗电大并且无力，很容易损坏控制器和电池。我给大家介绍一种定量的检测方法来判断磁铁是否退磁。
检测磁铁的磁感应强度B需要一种叫高斯计的仪器，进口的上万元，便宜的几千元。国产的一般1500元－4000元，最便宜的900元，一个探头200元。其实探头就是线性霍尔元件，电动车的速度转把内部就是线性霍尔元件。问题是普通线性霍尔元件的稳定性、一致性和灵敏度不适合做仪表仪器。
踏破铁鞋无觅处得来全不费功夫，总版主老顽童大人处竟然有数量可观的原装进口线性霍尔，非常适合做高斯计的探头。
这款线性霍尔印有“004 50320 MEXCO”字样，是5条腿的贴片元件，长6毫米、宽5毫米、厚1毫米，详见图一。其输出有两组：一个为集电极开路型，一个为电压输出型。我给网友推荐使用后者，因为非常简单实用，就是焊上四条细线，其中两条接电池，两条接数字万用表就可以当仪器使用了，见图二。
我给出了一个对照表，左面第一列为各种磁铁试样，第二列为使用北京师范大学早年生产的PG－5型高斯仪（TESLAMETER Model PG－5）对试样的测试结果；右面三列为用自制高斯仪对试样的测试结果，最右面一列为使用一块6F22（数字万用表都使用）的积层电池为自制高斯仪供电的测试结果；右面第二列为使用3节5号碱性电池为自制高斯仪供电的测试结果；右面第三列为使用一个旧电脑电源的＋5V并联一只摩托转向灯泡后为自制高斯仪供电的测试结果，并联摩托转向灯泡的目的是为了防止电脑电源空载自动关机。
制作和使用注意事项：
1，器件引线容易折断，焊接的四条线必须是铜线，尽量细，长度20厘米左右，顺向一边，然后用透明胶带两面粘牢霍尔元件处。
2，测试电机的瓦型磁钢时，用食指按住霍尔紧贴被测磁铁滑动即可，一般要测试五个位置；测试其他小磁钢如转把磁钢、助力盘磁钢，放到霍尔元件中央即可。
3，需要指出的是磁力线是有方向的，国际上规定磁力线的方向就是小磁针在磁场中磁针N极所指的方向。当磁力线由无字面进入霍尔器件从有字面穿出时，该仪器的指示值才是被测磁感应强度的对应值。如果磁铁靠近或离开仪器指示值不变，说明磁场反了，将霍尔反过来就可以了。
4，根据电机生产厂介绍，一般磁铁粘在转子（或定子）上，磁钢中心磁感应强度要等于或大于2500高斯才可以装（电）机。如果磁钢面积越大或者磁钢越薄，磁钢中心的磁感应强度越低于边缘的磁感应强度。
5，虽然该器件比较稳定可靠、也非常省电，还是在电源处加装一只开关较好，测量时接通电源，测量完毕关闭。
该器件可以开发的其他功能还有很多，例如直流电流传感器：导线从磁环中间穿过，在磁环锯个缝，将其镶嵌在缝里，当电流流经导线时，右手定则告诉我们电流产生的磁力线在磁环里形成闭合环，那么霍尔的输出就反映了电流的大小。

[ 本帖最后由老顽童于 2008-3-15 16:42 编辑 ]

作者: ztx 时间: 2008-3-14 23:41
多种规格磁铁测试对照表
铷铁硼磁铁    PG－5型高斯计本仪器测试结果本仪器测试结果本仪器测试结果
试样规格          测试结果          单位V             单位V             单位V
单位毫米          单位高斯（用电脑电源的    供电电压4V8       供电电压9V34
                           5V电源供电）  空载电流7.78毫安空载电流7.92毫安
                           供电电压5V27    空载电压2V56 空载电压2V57
                                       空载电压3V04
1号试样直径8厚1.5 1500 2．7       2．26                2．26
                                                            电流8.03毫安       电流8.3毫安
2号试样直径8厚1.5 1900 2．6       2．14                   2．12
3号试样直径17厚2 2000 2．42       1．94 1．95
4号试样直径6厚1.1 2200 2．29       1．83                   1．84
5号试样直径8厚2 3000 2．24       1．73 1．74
6号试样直径9厚2.6 4100 1．54       0．18                   0．19
两块叠在一起
7号试样直径9厚2.6 4100 1．72       1．26                   1．29
8号试样直径9厚2.6    4200 1．54       0．18                   0．19
两块叠在一起
9号试样直径9厚2.6    4200 1．65
即8号去掉一块
10号试样电机用
残缺瓦型          中心2500 2．44       1．93                   1．92
11号电机用瓦型厚3  长边端2500 2．28       1．83                   1．77
长33宽26          中心1500 2．64       2．18                   2．13
            短边端2000 2．21       2．02                   2．02

[ 本帖最后由老顽童于 2008-3-15 16:49 编辑 ]

作者: ztx 时间: 2008-3-15 00:29
不好意思，这个表格本来很整齐，发到这里参差不齐，改了N次，也不行。
   今天联系不到老顽童，我在这里给他定个参考价，1元五角一只，理由是原装进口的带锁存的霍尔S41的批发价为每只1.4元/千只以上。
   有需要的可直接联系老顽童，顺便建议最好每个城市有个网友出面，邮购一批，其他网友就近去取，多买几只备用。否则一颗才几克，快递邮费20左右不合适，信封里又不能夹带。机会难得，过村没店！
   只要不接错电池极性，没有失败的。高斯这种计量仪器有的不多，而且一般人也没有这么多试样磁铁。我是到20多公里外，找到磁铁专家和试样以及仪器才提供给大家这些技术资料的，等于给大家传递了度量衡参照标准。我把老顽童给的几只做好后全都送人了，大家都说好，得到消息晚的找我来要，对不起没有了，找老顽童吧。
   弄几只玩吧！有了它对看不见摸不着的磁场就太方便了，判断电机、转把、助力故障都变得非常简单了。
   我来了个抛砖引玉，有研究和生产能力的，利用它可以作出很多好东西。

[ 本帖最后由 ztx 于 2008-3-15 00:31 编辑 ]

作者: ndht 时间: 2008-3-15 02:52
打算搞电机必备高斯计（特斯拉），如果又有磁通计就更好。

作者: 大林子 时间: 2008-3-15 08:51
感谢张老师很好的思路！“只要不接错电池极性，没有失败的”，能不能加反接保护，这样就没有失败的可能了。

作者: ztx 时间: 2008-3-15 10:10
标题: 回复 #5 大林子的帖子
大林子不仅是电子技术高手，并且在单片机方面也有丰富经验。还不保守，乐于和大家交流技术，我赞成这样的斑竹。
   给大家设计个廉价、简单、实用的高斯计是我多年来梦寐以求的愿望，但是适合做探头的很贵并且少了不卖。和老顽童网上闲聊，得知他有大量霍尔，做门窗防盗器用的，要来几只把玩，邮来一看五条腿贴片霍尔，网上查不到也咨询不到技术资料，简单测试了一下就扔到一边了，当时还把初测结果贴到了两个网站。
   直到前一段时间网友阿峰哥的关于“电动车电机的蹊跷故障”再次勾起我的这个愿望，和高斯计经销商及生产厂联系只要探头不要仪器，200大洋！于是又翻出老顽童的霍尔，经测试天哪！线性霍尔，非常适合做磁场探头，一致性、稳定性、线性很像霍尼美尔公司的技术或子公司的产品。于是乎跑到20多公里外，找到磁铁专家和多种试样，用他们的仪器和多个自制的高斯计反复测试，确认无误，这才提供给大家这些技术资料。
   我建议电动车维修学校、培训班、电机经销商找老顽童买一批，免费供给学生和客户，等于送了一台价格不菲的高斯计。

作者: 老顽童 时间: 2008-3-15 11:49
需要的给我留言即可，qq21707395，信箱bdcrc@sohu.com

作者: 十条命 时间: 2008-3-15 12:02
感谢张老师的无私奉献。顶

作者: 1老头 时间: 2008-3-15 13:24
方法很好，就是比较测量法．

我们可先测量好磁铁．．和坏磁铁．表针就可以定度啦．
业余用　是没有问题的．

作者: walkman 时间: 2008-3-15 16:07
张老师和老顽童大好人啊，功德无量！

作者: xuexi 时间: 2008-3-15 19:40
科学技术转化为生产力
谢谢了
功德无量！

作者: lgg 时间: 2008-3-15 22:38
感谢张老师和老顽童的无私奉献,让我们花最少的钱达到目的

作者: sdlclzk 时间: 2008-3-16 07:30
我也弄几个，试试。其实可以发圆通或申通快递只要10元钱。

[ 本帖最后由 sdlclzk 于 2008-3-16 07:32 编辑 ]

作者: ljzen911 时间: 2008-3-16 14:25
我有个问题，判断出电机退磁后，如何充磁？？？是不是很复杂．或者把磁钢全部换掉

作者: ztx 时间: 2008-3-17 00:33
网友ljzen911：我有个问题，判断出电机退磁后，如何充磁？是不是很复杂．或者把磁钢全部换掉?
   这个问题严格讲是充磁机和退磁机两个问题：第一讲充磁机，简单讲充磁机的构造原理就是，1，将交流电整流给电解电容器充电，充满后断开充电电路；2，将充满电的电容对线圈放电，放在线圈中的硬磁物质就被充磁了。
   要点：必须给线圈并联大电流续流二极管，否则电容对线圈放电－线圈对电容充电－电容对线圈放电－线圈对电容充电...将产生阻尼振荡，轻则将充上磁的磁铁又退磁了，重则铷铁硼磁铁被击碎，如果电容是电解电容，电容也可能损坏。
   最简单的制作方法，220伏市电直接整流，线圈要用电焊机那种扁铜线密绕制成空心，内径和高度与10－20千瓦的电焊机差不多，圈数要多两倍，电容要几百微法，耐压630伏以上。
安全问题：1，放电电流极大，所以电容选择、连线、续流二极管、接触器触点都要求很高。2，高压问题，当电感流过的电流很大并且切断时会产生很高的高压。
   因此，看似简单的问题，马虎不得，搞不好要伤人的。没有电工知识，不要冒险。如果有条件，可以先制作个小的，取得经验再做大的。例如找修电动机的，借半卷直径1毫米以上的漆包线，装只200A的续流管，买两只电气泵的裂相电容，充电整流二极管要求可低些，20－30A即可，充电时如果串联一节电阻丝，10A的足够。该讲的我都讲了，出现问题老师概不负责。
   我小的时候，是用镇流器的漆包线后来用电机的纱包线给马蹄铁和耳机充磁，那时没有大电流的二极管做续流，用冲击法。
   关于电磁场，我建议大家学点理论，理论结合实践。否则，你根本理解不了电机瓦型磁钢本来是一顺的，粘上后怎么圆周方向变成了N-S-N-S...，对那里磁性最强也不知道。
   我在前几贴里告诉了大家数据，这里再重复一下，磁铁粘好后中心部位要达到2500高斯才可以正常使用。当你有了我介绍的工具，你就可以实验了，也就可以解释：1，正常无刷电机将转子掉个个后就不正常了。2，同样一个电机，几何尺寸、圈数相同，空载电流差很多。3，你就理解我在QQ聊天室讲的网上讲的将中间霍尔反个是有条件的，是要看同一块磁钢可以同时覆盖几只霍尔，相同磁场扫描三只霍尔的顺序及结果。
   第二讲退磁，也简单讲几点，普通铁磁物质对外没有磁性是因为磁畴杂乱排列，用永久磁铁或通有直流电的线圈靠近它，它内部的磁畴就排列整齐了，对外就有磁性了，这就是磁化现象。拿走永久磁铁和通有直流电的线圈，它仍然保持磁性，磁性保持越强矫顽力越强，这就是硬磁物质，例如钢、铷铁硼；拿走磁铁，磁性很快消失，矫顽力很差属于软磁物质，例如纯铁、收音机里的磁棒；介于两者之间的属于中性物质，例如录音磁带、录像磁带，电脑软盘等。电机磁钢、速度转把磁钢都是比钢铁还硬的硬磁物质。退磁的方法有三种：1，加热；2，震动；3，由弱变强－由强变弱的交变磁场。前面两种的原理就是给磁性物质增加了内能，磁畴自由振动的幅度加大，等停下来时，排列又杂乱无章了。第三种，是用电磁场强制磁化，但是由于交流电产生的磁场方向是变动的，所以电流强时磁畴被迫一会儿这头是N，一会儿这头变为S，一会儿这头又变N...。但是消磁电流是逐渐渐小的，每个磁畴的矫顽力不同，因此随着电流的衰减，一部分矫顽力大的磁畴不听摆布了，这样陆陆续续都不听摆布了，排列又杂乱无章了。录音机和录像机都有消磁头，消磁头里通的就是交流电，虽然消磁电流是固定的，不是上述逐渐减小的，但是磁带是运动的，逐渐靠近消磁头又逐渐离开消磁头，即也是逐渐脱离强制控制的，结果和逐渐减小交流磁化电流一样。
   前面的充磁线圈通上交流电就是消磁器，把磁铁慢慢放进去再慢慢取出来就消磁了，为了提高效率，并且直接使用市电，要装上开口的硅钢片铁心，被消磁的磁钢放进缺口，再慢慢取出来就消磁了。
退磁的电机要全部卸下，用充磁机充磁后，检验合格再粘回去。
   建议有动手能力的，找个报废的380伏的交流接触器，用钳子拔下阻尼用的短路铜环，将速度转把的磁钢放到山字型矽钢片中间，通上220伏交流电看看退磁了没有。
   充磁也用转把磁铁，助力磁铁，取得经验，再做大的。直流电可用电瓶，记住装大电流的续流二极管，带辫子的。

[ 本帖最后由 ztx 于 2008-3-17 01:03 编辑 ]

作者: ljzen911 时间: 2008-3-17 13:36
谢谢ＺＴＸ老师的详细讲解，让我们了解了充磁机原理．虽然说没有条件制造充磁机．

作者: rupolo 时间: 2008-3-17 23:37
老玩童大哥如何汇款啊?

作者: rupolo 时间: 2008-3-17 23:38
谢谢张老师!

作者: 老顽童 时间: 2008-3-18 11:46
我看到信箱的信了，但回复不了，我去看看我们这里有没有申通或圆通快递，如果没有只好EMS，然后告诉你我的卡号。

作者: 陆琳 时间: 2008-3-20 21:50
你根本理解不了电机瓦型磁钢本来是一顺的，粘上后怎么圆周方向变成了N-S-N-S...，对那里磁性最强也不知道。
。。。。。。。。这个知识我不懂，请张老师赐教！谢谢！

作者: 阿峰哥 时间: 2008-3-21 01:38
“工欲善其事，必先利其器”，张老师用最便宜的成本就做出了最实用的维修利器，让人佩服！
更可贵的是他毫无保留的面授机宜精神。这样的设计实用精巧符合中国的国情和广大维修者的民情。电动车有你乃吾辈之幸矣！

作者: ztx 时间: 2008-3-22 10:46
标题: 回复 #20 陆琳的帖子
陆琳网友：说实话，最难讲解的当属电磁场，原因就是概念非常抽象，计算也比较繁杂，公式中那些系数很少有人能真正明白，一些量的单位人们也不常用。总之，任何一个问题都不是几句话能表述清楚的，一讲就得半天。但是对大多数人讲，就是实用的，例如电机磁铁我在前面帖子里已经讲了，中心磁感应强度要等于和大于2500高斯，磁铁边缘的磁感应强度要大大大于磁铁中心的磁感应强度，还给出了经验数据，磁铁面积越大、越薄，相差越大。
   这样吧，告诉你些重点和要点，自己去琢磨吧：
   1，每条磁力线是闭合的，磁铁外部从N极出发回到S极；磁铁内部从S极回到N极。
   2，磁场间相互作用，N极和S极与电荷一样，同性相斥异性相吸，但不同之处到目前为止还没有发现单个的N极和单个的S极，而电荷可以有单独的正电荷、负电荷。
   3，磁力线的特点是那里阻力小，就容易走那里，那里的磁感应强度就大。典型的应用实例就是收音机的磁性天线棒导磁率比空气的导磁率高得多，空中的广播电磁场虽然很弱，但是磁棒中集中的密度很大。
   很多人在讲解这一部分内容时把磁场强度H比喻为电压，磁感应强度B比喻为电流。问题是磁场中有顺磁物质就很复杂了，能量守恒定律在这里就变复杂了。
   4，化学元素周期表中第VIII族元素铁、钴、镍，钌、铑、钯，锇、铱、铂这九个元素本身是顺磁物质，并且它们的氧化物一般也是顺磁物质。最典型的就是氧化铁。
   电机磁铁空着是一种情况，粘在铁上转子和定子分离是一种情况，转子和定子合在一起是又一种情况，加电转动起来就更复杂了。
   以不加电用手空转为例，从上述3能量守恒的角度，它的自由状态是最省能量的状态，离开就得需要外力做功，当达到最大值时，再向前移动能量就放出来了，即可以自由回到另一个最省能量的（位置）状态。因此，手感有脉震的感觉。
   晕了吧？

作者: ccl 时间: 2008-3-22 18:46
满天星星

作者: lgx1213 时间: 2008-3-29 12:26
标题: 感谢张老师对电动车维修技术的奉献！
感谢张老师对电动车维修技术的奉献！一开始就将电动车维修技术在《2004年电子报合订本》附录进行公布，接连几年来，在电子报报合订本及网站，进行大量电动车维修技术资料公布，给电动车维修行业带来很多自制价廉的工具！非常感谢张老师！在百忙之中，不仅完成了《电动自行车电器原理与维修》一书，收到广大电动车维修人员喜欢，且将于今年4月下旬，又将一本《电动车铅酸蓄电池维修与维护》出版！非常感谢张老师无私奉献！

作者: ztx 时间: 2008-3-30 10:25
标题: 回复 #22 ztx 的帖子
我在22楼里讲了自然界一个重要规律，那就是最省能量原理。水滴为什么是球形的而不是方的、三角的？因为球形的表面积最小，最省能。
   这个原理，解释现象一：永磁电机自由状态为最省能状态，要偏离这个位置，就需要外力（包括电流产生的）做功。以不加电用手空转为例，它的自由状态位置是最省能量的位置，外力做功使它离开原来自由位置，当达到最大值时，再向前移动能量就会释放出来了，即可以自由回到下一个最省能量的（位置）状态。因此，手感有脉震的感觉。
   解释现象二：无刷控制器出现死角，即某位置不能零启动。这个位置其中两相的电流产生的磁场和永磁磁场合成的磁场，使磁路处于一个“最省能的状态位置”。造成原因主要是电机设计不良、电机霍尔特性、位置，其次是无刷控制器适应性不好，如果是单片机的可以改进，专用芯片（MC33033等）的不行。
   解释现象三：电池充、放电时，生成的新物质也遵循最省能原理。例如相同原子的分子可能有多种晶体结构，那么如果有某晶种存在，新的生成物是这种晶体结构的可能性最大。半导体工业生产单晶硅就是先有单晶硅晶种，然后才能在这个基础上拉制单晶硅。
   在维修电池时，单格开路电压(V)＝0.85＋d，其中d为稀硫酸密度，0.85是铅蓄电池常数，这个常数如果是其他物质、甚至晶体结构不同也是不同的。充电末期，负镉压有个“跳变”，我以为就是有新晶种出现的结果。

作者: franklee 时间: 2008-4-18 15:45
真的谢谢ＺＴＸ，科普及技术分析．读你的文字很过瘾！

作者: 乾坤维修 时间: 2008-4-18 19:17
呵呵好东东老顽童还有没有啊

作者: 乾坤维修 时间: 2008-4-18 19:21
很多以前有刷的车换电池后，行使里程就不行了，测量电机行使电流都在9A以上不知是何原因，更换整个电机定子电流也不能降低！！！遇到很多这样的车了

作者: supuser 时间: 2008-4-18 20:41
张老师真是好人哪..

作者: zhaorh004 时间: 2008-5-8 09:50
标题: 回复 #2 ztx 的帖子
买书就能获赠此器件

请大家到淘宝网上购买，上有详细介绍
http://auction1.taobao.com/aucti ... 440eb8e187ee6.jhtml
或者在淘宝的首页上搜索宝贝后输入：电动车铅酸蓄电池维护与维修，就能找到赠器件的卖家

作者: 小侯 时间: 2008-6-5 17:47
老顽童直接做好现成的检测器卖给我们修理店用不是更好吗?

作者: 老顽童 时间: 2008-6-17 17:40

原帖由小侯于 2008-6-5 17:47 发表
老顽童直接做好现成的检测器卖给我们修理店用不是更好吗?

销量能有多大？

作者: loverong 时间: 2008-6-29 17:35
大家想知道的是磁钢退磁后用什么办法可以让它磁性加强!有没有办法呀?是否可以在表面吸几块强磁的磁铁,管不管用?

作者: 老顽童 时间: 2008-7-29 21:35
有办法，请看张老师新书。

作者: miao131 时间: 2008-11-2 10:39
科学技术转化为生产力
谢谢了
功德无量！

作者: 老顽童 时间: 2008-12-1 21:10
已经给部分朋友发过去了。

作者: supuser 时间: 2009-1-22 18:53
看来我的磁钢已经不可用了。怪不得500w的有刷轮毂电流达到限流值，但力度还不如180w的无刷。

作者: dsq 时间: 2009-4-14 18:57
张老师，我最近从老顽童版主那里买了一些这样的霍尔，大部分编号为：004 50304 ，几个44206，一个44121一个44234.我试了50304，有磁力线穿过时，电压是下降，而不是上涨，没办法和您给的数据对比。能不能把这几种型号的也做一次对比测量？

作者: duyongshun 时间: 2009-5-1 16:38
顶很好的制作简单而方便

作者: 老顽童 时间: 2010-1-26 11:36
浙江东阳卢先生50只发出，申通快递单号：268868957465 请跟踪查收。

作者: allluck 时间: 2010-1-27 14:56
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 老顽童 时间: 2010-1-27 19:12
支持你的做法，张老师的书好像是赠送两只。

作者: allluck 时间: 2010-1-28 19:01
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: yrq2480 时间: 2010-1-29 16:54
ztx你好：能不能帮我们这帮非专业人士，很喜欢看论坛文章，又喜欢瞎弄弄车的搞个不求外观的成品，让我们也能知道，磁钢是不是腿磁了（我是超压用户，很担心磁钢腿磁）

作者: lgzmdz 时间: 2010-4-21 07:25

ztx你好：能不能帮我们这帮非专业人士，很喜欢看论坛文章，又喜欢瞎弄弄车的搞个不求外观的成品，让我们也能知道，磁钢是不是腿磁了（我是超压用户，很担心磁钢腿磁）
yrq2480 发表于 2010-1-29 16:54

楼上的仁兄，有没有时间在把磁钢退磁的种种情况都说说。当然有详细的原理则更好。

作者: lgzmdz 时间: 2010-4-23 07:17
再有请教ZTX先生，作为电动车用磁钢的技术标准，有没有“退磁率”一类的指标。而实际的应用当中这类指标大概是什么情况。

作者: 老顽童 时间: 2011-10-22 09:08
准备送大家一部分霍尔，邮费自理。

作者: gaoxe 时间: 2011-10-22 18:10
48# 老顽童

告知汇款方法我定十只？谢谢 gaoxe@sohu.com

作者: xiao_xiao 时间: 2012-3-14 18:56
请问这个“004 50320 MEXCO”元件输出1mv对应几Gs啊，谢谢

作者: zhouruncn 时间: 2012-7-22 13:10

好人多啊。

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