汽车电动座椅.docx

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汽车电动座椅

汽车电动座椅1

第一节汽车电动座椅类型、组成1

一、电动座椅的类型1

二、电动座椅的组成3

第二节普通电动座椅5

一、基本组成5

二、典型电动座椅电路8

第三节座椅加热系统9

一、加热速度不可调式座椅加热系统10

二、加热速度可调节座椅加热系统11

第四节自动座椅12

一、自动座椅的基本组成与工作原理13

二、自动座椅的位置记忆与恢复18

三、自动座椅的使用与检测20

第五节汽车电动座椅的检修21

一、电动座椅主要部件的检测21

二、电动座椅故障的检修方法22

第六节典型故障案例分析24

一、广州本田雅阁2.3L轿车电动座椅所有调节开关无法调节24

二、克莱斯勒300C轿车电动座椅不能调节25

汽车电动座椅

第一节汽车电动座椅类型、组成

一、电动座椅的类型

在一些高级轿车中，乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。

电动座椅的类型根据分类方式的不同可分为以下几种：

1．根据使用电动机的数量分类

根据使用电动机的数量，电动座椅可分为单电动机式、双电动机式、三电动机式和四电动机式等。

（1）单电动机式单电动机式只能对电动座椅的前后两个方向进行调整。

（2）双电动机式双电动机式可以对电动座椅的4个方向进行调整，即不仅前后两个方向的位置可以移动，其高低也可以进行自动调整。

（3）三电动机式三电动机式可以对电动座椅的6个方向进行调整，即不仅能向前后两个方向移动，还可分别对座椅的前部和后部的高低进行调整。

（4）四电动机式四电动机式的调整功能除了具有以上三电动机式的调整功能以外，还可对靠背的倾斜度进行调整。

电动座椅装用的电动机最多可达8个，除了保证上述基本运动外，还可对头枕高度、座椅长度和扶手的位置进行调整。

2．根据有无加热器分类

根据有无加热器，电动座椅可分为无加热器式与有加热器式两种。

有加热器式电动座椅可以在冬季寒冷的时候对座椅的坐垫进行加热，以使驾驶员或乘客乘坐更舒适。

3．根据有无存储功能分类

根据有无存储功能，电动座椅可分为无存储功能与有存储功能两种。

有存储功能的电动座椅，可以将每次驾驶员或乘客调整电动座椅后的数据存储下来，作为以后重新调整座椅位置时的基准。

此外，在座椅中还附加了一些特种功能的装置，如在气垫座椅上使用电动气泵，对各个专用气囊（腰椎支撑气囊、侧背支撑气囊、座位前部的大腿支撑气囊）进行充气，起到调节支撑腰椎、侧背、大腿的作用。

具有8种功能的电动座椅如图6一1所示，具有全方位可调节功能的电动座椅如图6一2所示。

图6一1具有8种功能的电动座椅

1—座椅前后调节2—靠背倾斜调节3—座椅上下调节4—靠枕上下、前后调节5—座椅前部支撑调节6—侧背支撑调节7—腰椎支撑气垫调节

图6一2具有全方位可调节功能的电动座椅

1—座椅前后移动调节2—靠背倾斜度调节3—靠背上部调节4—靠枕前后调节5—靠枕上下调节6—侧背支撑调节7—腰椎支撑气垫调节8—座椅前部支撑调节9—座椅高度调节

二、电动座椅的组成

电动座椅主要由座椅开关和位置传感器、电子控制器ECU、执行机构的驱动电动机三大部分组成。

开关和位置传感器包括座椅各位置（头枕、靠背、腰部、滑动、前垂直、后垂直）的电动开关、座椅各位置传感器、安全带扣环传感器及转向盘倾斜传感器等；ECU包括转向柱倾斜与伸缩ECU和电动座椅ECU；执行机构主要包括座椅调整、安全带扣环及转向盘倾斜调整的驱动电动机等，而且这些电动机均可灵活地进行正反转，以执行各种装置的调整功能。

1．电动座椅的组成

（1）电动机电动座椅大多采用永磁式电动机驱动，并通过装在座位侧板上或门扶手上的肘节式控制开关来控制电路通路和电流方向，使某一电动机按所需的方向运转，以达到调整座椅的目的。

为了防止电动机过载，大多数永磁式电动机内装有热过载保护断路器。

有些电动座椅采用串激电动机来驱动，并装有两个磁场线圈，使其可作双向运转。

这种电动机多使用继电器控制电流方向，当开关换向时，可听到继电器动作的“咔嗒”声。

（2）手动调节开关它主要是用来调整座椅的各种位置。

当按下此开关后，电控单元就会控制相应电动机运转，按照驾驶员的要求调整座椅的位置。

（3）存储和复位开关它主要是用来存储或恢复驾驶员已经调整好的座椅位置。

只要按下此按钮，就能按存储的各个座椅位置的要求调整座椅的位置。

（4）位置传感器位置传感器主要是用来检测座椅的各种位置，其结构如图6一3所示。

它主要由齿轮、滑块和螺旋杆（可变电阻器）组成，其工作原理和一般电位计相似。

螺旋杆由电动机通过齿轮驱动旋转，并带动滑块在电阻器上滑动，从而使输出电压信号发生变化。

电控单元根据此电压信号决定座椅的位置。

只要座椅位置调定后，驾驶员按下存储和复位开关，电控单元就把这些电压信号存储起来，作为重新调整位置时的基准。

图6一3座椅位置传感器

（5）ECU及其控制ECU主要用来控制靠手动调节开关的座椅调节装置，也能根据从转向柱倾斜与伸缩ECU、位置传感器等送来的信号存储座椅位置。

考虑到驾驶员的不同体型和喜好的驾驶姿势，自动调节系统能在该ECU中存储2种不同的座椅位置（供选择），靠一“单独”开关的点动，ECU即可将座椅调整到驾驶员所期望的位置。

座椅进行调整时，由手动调节开关通过电控单元控制调整量，然后利用存储和复位开关控制某一位置的数据存储；座椅位置信号取自变阻器上的电压降。

根据每个自由度上的电动机驱动座椅，从而使变阻器随动。

根据变阻器的电压降，控制单元识别座椅的运动机构是否到达“死点”，如果到达“死点”位置时，电控单元及时切断供电电源，保护电动机和座椅驱动机构。

2．电动座持的控制电路

（l）无存储功能的电动座椅无存储功能的电动座椅的典型结构主要由座椅本体、座椅调节器开关、座椅调节器和调节器电动机等组成。

其控制电路如图6一4所示。

图6一4电动座椅控制电路图

（2）有存储功能的电动座椅现代高级轿车的电动座椅多采用6向调整方式，这种系统除具有改变座椅的前后、高低、靠背斜度位置的电子驱动装置外，还设了一个具有存储功能的电子控制装置，该装置只要一按按钮，就能按存储的各个座椅位置的要求调整位置。

图6一5是一种典型的电子控制可调座椅结构原理框图。

它有4个电动机用来调整座椅，还有一个单独的存储器存储4个座椅的位置。

图6一5典型的电子控制可调座椅结构原理框图

第二节普通电动座椅

一、基本组成

为了实现座椅位置的调节，普通电动座椅包括若干个双向电动机、传动装置和控制电路（包括控制开关）3个主要部分，其结构和电机的安装位置分别如图2一100和图2一101所示。

图2一100典型电动座椅的结构

图2一101座椅电动机的安装位置

双向电动机产生动力，传动装置可以把动力传至座椅，通过控制开关实现座椅不同位置的调节。

（l）电动机电动座椅中使用的电动机一般为永磁式双向直流电动机。

它通过控制开关来改变流经电机内部的电流方向，从而实现转动方向的改变。

（2）传动装置电动座椅的传动装置主要包括变速器、联轴节、软轴及齿轮传动机构等。

变速器的作用是降速增扭。

电动机轴分别与软轴相连，软轴再和变速器的输入轴相连，动力经过变速器的降速增扭以后，从变速器的输出轴输出，变速器的输出轴与蜗杆轴或齿轮轴相连，最终蜗轮蜗杆或齿轮齿条带动座椅支架产生位移。

（3）控制电路如图8-26所示为雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路（不带储存功能），该电动座椅包括滑动电机、前垂直电动机、倾斜电动机、后垂直电动机和腰椎电动机，可以实现座椅的前后移动、前部高度调节、靠背倾斜程度调节、后部高度调节及腰椎前后调节。

电路中有5个开关，分别控制5个电动机。

开关有一个共同特点：

均为常搭铁型结构，即电动机没有动作时，电动机两端通过开关搭铁；当开关打向其一侧时，动作侧开关接通电源。

每个电动机中均设有断路器，当座椅位置调整到极限时，流过电动机的电流增加，断路器断开，切断电动机电流，保护电动机不被烧损；松开调整开关，冷却后，断路器又重新复位。

下面以座椅靠背的倾斜调节为例，介绍电路的控制过程。

图8-26雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路（不带储存功能）

当电动座椅的开关处于倾斜位置时，如果要调整靠背向前倾斜，则闭合倾斜电机的前进方向开关，即端子4置于左位时，电路为：

蓄电池正极→FLALT→FLAM1→DOORCB→端子14→（倾斜开关“前”）→端子4→1

（2）端子→倾斜电动机→2（l）端子→端子3→端子13→搭铁。

此时，座椅靠背前移。

当端子3置于右位时，倾斜电动机反转，座椅靠背后移。

此时的电路为：

蓄电池正极→FLALT→FLAM1→DOORCB→端子14→（倾斜开关“后”）→端子3→2（l）端子→倾斜电动机→1

（2）端子→端子4→端子13→搭铁。

二、典型电动座椅电路

（1）2003款广汽本田雅阁轿车八向可调式驾驶员电动座椅电路

电路分析与图8-26中的电路分析类似，此处不再重复。

图8-27广汽本田雅阁轿车电动座椅电路

（2）北京现代索纳塔轿车电动座椅电路：

图2一104为北京现代索纳塔轿车电动座椅图，此处不做详细的分析，请按照该图的电路进行分析。

图2一104北京现代索纳塔轿车电动座椅电路

注：

此电路中用虚线连接的开关为联动开关分析电路时，要注意联动关系和搭铁方向。

第三节座椅加热系统

座椅加热系统可以对驾驶员和乘客的座椅进行加热，使乘坐更加舒适。

有些汽车座椅的加热速度可以调节，有些不可以调节，下面分别对其进行介绍。

一、加热速度不可调式座椅加热系统

图2一105为北京现代索纳塔轿车电动座椅加热电路图。

该电路可以对驾驶员座椅和副驾驶员座椅同时进行加热，也可以分别加热。

其中，座椅加热线圈和靠背加热线圈是串联连接。

其工作过程如下：

（l）若只需对驾驶员座椅进行加热，只关闭左前座椅加热开关。

电路为：

电源→熔断丝15→端子12→端子M21→加热开关→端子4→恒温器开关→座椅加热丝→靠背加热丝→搭铁。

此时，只对驾驶员的座椅进行加热，同时驾驶员座椅加热指示灯（IND）点亮。

单独对副驾驶员座椅加热时的电路分析相同。

（2）若要对两个座椅同时加热，则两座椅的加热开关同时接通，此时，两座椅的座椅加热丝和靠背加热丝串联以后再并联，两指示灯同时点亮，电路分析不再赘述。

图2一105北京现代索纳塔轿车电动座椅加热电路

二、加热速度可调节座椅加热系统

图2一106为本田雅阁轿车座椅加热器开关和继电器的安装位置。

图2一106本田雅阁轿车加热器开关和继电器的安装位置

图2一107为其电路，此座椅加热器的加热速度可以调节。

驾驶员和副驾驶员座椅的加热器和加热控制开关相同。

其中HI表示高位加热，LO表示低位加热。

该座椅加热系统可以单独对驾驶员侧或副驾驶员侧的座椅进行加热，也可以同时对两座椅进行加热。

下面以驾驶员侧的座椅加热器为例，分析其工作过程。

（l）当加热器开关断开时，加热系统不工作。

（2）当加热器开关处于“HI”位置时，电流首先经过点火开关给座椅加热器的继电器线圈通电，线圈产生磁场使继电器开关闭合。

此时，加热器的电路为：

蓄电池“+”→熔断丝→继电器开关→加热器开关端子5，然后电流分为三个支路：

一路经指示灯→继电器端子4→搭铁，指示灯亮；另一路经加热器开关端子6→加热器端子A1→节温器→断路器→靠背线圈→搭铁；还有一路经加热器开关端子6→加热器端子A1→节温器→断路器→座垫线圈→加热器端子A2→加热器开关端子3→加热器端子开关4→搭铁。

此时，靠背线圈和座垫线圈并联加热，加热速度较快。

（3）当加热器开关处于“LO”位置时，电流流向为：

蓄电池“+”→熔断丝→继电器开关端子5，然后分为两个支路：

一路经指示灯→加热器端子4→搭铁，低位指示灯亮；另一路经加热器开关端子3→加热器端子A2→加热器座垫线圈→加热器靠背线圈→搭铁。

此时，靠背线圈和座垫线圈串联加热，电路中电流较小，因此加热的速度较慢。

图2一107本田雅阁轿车座椅加热系统电路

第四节自动座椅

自动座椅是带存储功能的电动座椅，它是人体工程与电子技术相结合的产物，它能自动适应不同体型的乘员乘坐舒适性的要求。

该座椅的调整装置除能改变座椅的前后、高低、靠背倾斜及头枕等的位置外，还能存储座椅位置的若干个数据（或信息），只要乘员一按按钮，就能自动调出座椅的各个位置，如果此时不符合存储数据（或信息）的乘员乘坐，汽车便发出蜂鸣声响信号，以示警告。

自动座椅现已在中高档轿车中广泛采用。

一、自动座椅的基本组成与工作原理

1．自动座椅的基本组成

如图8.6所示，自动座椅的基本结构及驱动方式与普通电动座椅相似，不同之处是附加了一套电子控制系统。

电子控制系统有两套控制装置，一套是主动的，它包括电动座椅开关、腰垫开关、腰垫电动机以及一组座椅位置调整电动机等，根据需要通过相应的座椅开关和腰垫开关来调整，此套控制方式与普通电动座椅完全相同；另一套是自动的，它包括一组位置传感器、储存和复位开关、ECU及与手动系统公用的一组座椅位置调整电动机。

此套装置可以根据位置传感器的信号将座椅位置储存起来，以备下次恢复座椅位置时使用。

两套装置驾驶员可以根据不同需要，通过操纵储存与复位开关选择使用。

图8.6自动座椅控制装置在车上的布置

2．自动座椅的基本工作原理

自动座椅的控制电路如图8.7所示，其动作方式有座椅前后滑动调节、座椅前部的上下调节、座椅后部的上下调节、靠背的倾斜调节、头枕的上下调节及腰垫的前后调节等。

其中腰垫的前后调节是通过腰垫开关和腰垫电动机直接控制的，并无存储功能。

驾驶员通过操纵电动座椅开关可以控制其余的五种调整。

当座椅位置调好后，按下储存和复位开关，电控装置就把各位置传感器的信号储存起来，以备下次恢复座椅位置时再用。

当下次使用时，只要一按位置储存和复位开关，座位ECU便驱动座椅电动机，将座椅调整到原来位置。

控制系统中各装置的功能如表8.3所示。

图8.7自动座椅控制电路图

表8.3自动座椅控制装置

装置名称

功能

ECU

座椅ECU控制自动座椅的电流通断、存储执行和复位动作。

当收到来自自动座椅开关的输入信号后，在ECU内部的继电器动作，控制自动座椅运动。

座椅的存储和复位由电驱动的倾斜和伸缩ECU和座椅ECU之间的相互联系进行控制

自动座椅开关

该开关接通时向ECU输入滑动、前垂直、后垂直、倾斜或头枕位置信号

位置储存和复位开关

通过倾斜和伸缩ECU将记忆和复位信号输送给座椅ECU

腰垫开关

该开关接受来自DOORCB的电源。

直接控制腰垫电动机的转向和电流的接通与关断。

该开关不接至ECU，而且调整位置不能储存在复位用的存储器中

位置传感器

该传感器将每个电动机（滑动、前垂直、后垂直、倾斜和头枕）位置信号送至ECU，用做存储和复位

电动机

这些电动机由来自自动座椅ECU或腰垫开关的电流驱动，用来直接驱动座椅的各部分。

每个电动机具有内设电路断路器

自动座椅ECU通过A、B、C三个连接器与外部相连，如图8-8所示，每个端子的名称如表8-4所示。

表8-4座位ECU连接端子名称

编号

代号

端子名称

编号

代号

端子名称

编号

代号

端子名称

A1

GND

搭铁

B2

SYSB

电源

B17

SO

串行通信

A2

H+

头枕电动机（向上）

B3

—

—

B18

SGND

传感器搭铁

A3

SLD+

滑动电动机（向前）

B4

SSRH

头枕传感器

C1

HUP

头枕开关（向上）

A4

FRV+

前垂直电动机（向上）

B5

—

—

C2

SLDE

滑动开关（向前）

A5

RRV+

后垂直电动机（向上）

B6

—

—

C3

RCLR

倾斜开关（向后）

A6

+B

电源

B7

—

—

C4

FUP

前垂直开关（向上）

A7

GND2

搭铁

B8

SI

串行通信

C5

RUP

后垂直开关（向上）

A8

H-

头枕电动机（向下）

B9

P

空挡起动开关

C6

SWE

手动开关接地

A9

SLD-

滑动电动机（向后）

B10

VCC

位置传感器电源

C7

HDWN

头枕开关（向下）

A10

BCL-

倾斜电动机（向下）

B11

IG

点火开关

C8

SLDR

滑动开关（向后）

A11

RCL+

倾斜电动机（向上）

B12

SSRR

倾斜传感器

C9

RCLF

倾斜开关（向前）

A12

FRV-

前垂直电动机（向下）

B13

SSRV

后垂直传感器

C10

—

—

A13

RRV-

后垂直电动机（向下）

B14

SSFV

前垂直传感器

C11

FDWN

前垂直开关（向下）

A14

+B2

电源

B15

SSRS

滑动传感器

C12

RDWN

前垂直开关（向下）

B1

STOP

停车灯

B16

—

—

—

—

如图8-9所示为具有八种功能的自动（调节）座椅，如图8-10所示为一种多功能自动座椅的调节机构。

图8-9八种功能的自动座椅

1—前后调节2—靠背倾斜调节3—上下调节4—头枕前后调节5—座椅前部调节6—侧背支撑调节7—腰椎支撑调节8—头枕上下调节

图8.10多功能自动座椅调节机构

l—连接板2—固定托架3—升降用啮合螺母4—升降用起重螺母5—水平移动驱动器6—驱动器齿轮7—齿条

自动座椅电子控制系统电路原理图如图8.11所示，它由座椅位置传感器、电子控制器ECU和执行机构的驱动电动机三大部分组成。

传感器包括位置传感器、后视镜位置传感器、安全带扣环传感器以及方向盘倾斜传感器等；ECU包括输入接口、微机CPU和输出处理电路等；执行机构主要包括执行座椅调整、后视镜调整、安全带扣环以及方向盘倾斜调整等微电机，而且这些电动机均可灵活地进行正、反转，以执行各种装置的调整功能。

另外，该系统还备有手动开关，当手动操作此开关时，各驱动电动机电路也可接通，输出转矩而进行各种调整。

图8.n自动座椅电子控制系统电路原理图

二、自动座椅的位置记忆与恢复

1．座椅位置传感器

要实现座椅位置的记忆与恢复，则必须有座椅位置传感器。

它主要有两种形式，一种是滑动电位器式，如图8.12所示；另一种是霍尔式，如图8.13所示。

滑动电位器式位置传感器主要由座椅电动机驱动的齿轮、电阻丝以及在其上滑动的滑块组成。

它的工作原理是，当电动机驱动座椅的同时，也驱动齿轮2带动螺杆，驱动滑块1在电阻丝3上滑动，从而将座椅位置信号转变成电压信号输入给ECU。

图8.12滑动电位器式自动座椅位置传感器的结构图

1—滑块2—齿轮（电动机驱动）3—电阻丝

图8.13霍尔式自动座椅位置传感器的结构图

霍尔式位置传感器主要由永久磁铁、霍尔集成电路等组成。

永久磁铁安装在由电动机驱动的转轴上，由于转轴的旋转而引起通过霍尔元件磁通量的变化，从而霍尔元件产生霍尔电压，再经霍尔集成电路进行放大并处理，然后取出旋转的脉冲信号输入ECU。

2．自动座椅位置记忆与复位的简单工作原理

如图8.14所示为自动座椅位置的记忆与复位控制流程图。

当座椅滑板的滑动量约为240mm，位置传感器的霍尔集成电路对应于约0.6mm滑动量时，输出1个脉冲。

利用存储与复位开关进行存储操作，若座椅位置调整好后，按下此开关，ECU内存的脉冲计数器便调置为零，以此存储座椅状态，并作为座椅和传感器位置信号计数的基准，即座椅位置在此前，脉冲数大于0，在此后，脉冲数小于0。

随后若未采用复位功能自动调节，而是从手动开关输入，电动机正转或反转，座椅在此基准位置上向前或向后移动，ECU对位置传感器输出的脉冲进行计数。

对于输出脉冲，当给电动机提供正转信号时脉冲加法计数，座椅前移，而反转时脉冲做减法计数，座椅后移。

这样，就可以获知当前传感器滑动的位置和调置时座椅的相对位置，但只要不按下存储与复位开关，ECU便将此位置脉冲数进行存储（若按下，调置为零。

若下次仍是手动开关输入，ECU便将内存的脉冲数进行加减计数运算，随后存储一个新的脉冲数作为当前内存）。

利用存储器与复位开关进行重复操作时，若ECU内存的脉冲数大于0，则当前位置位于存储位置的前侧，所以电动机反转，座椅向后方移动，这一动作一直持续到ECU计数脉冲数为零时，即一直到达存储位置为止；若ECU内存的脉冲数小于0，则座椅向前侧移动，直到ECU计数脉冲数为零，到达存储位置为止。

位置传感器采用电位计方式时，输出模拟电压，利用模/数转换器，进行数据变换处理。

利用电位计可以检测实际移动的位置，所以，该计数器的比较电路与前述不同，但其控制流程相同。

图8.14自动座椅位置记忆与复位控制流程图

三、自动座椅的使用与检测

1．自动座椅的使用

如图8-15所示为一种汽车自动座椅控制装置在车上的布置示意图。

图8-15（a）为安装在驾驶员座椅左侧的存储/复位开关和调整开关，如果两人驾驶或两人交换座位并带存储时，可利用此处的开关进行单键操作，以恢复自身座位的功能。

在按住“SET”开关的同时，按住存储与复位开关“l”和“2”，ECU就把座椅各调整位置进行存储，其前提条件是将自动变速器的选挡杆置于停车挡“P”位置，否则调整电路不能接通。

图8.15自动座椅的操纵使用示意图

图8.15（b）是座椅进行自动调整示意图。

其中①、⑤为座椅前后水平调整，②、④为靠背倾斜角的调节，⑥是座椅和扶手的上下（垂直）调整，⑦为头枕位置的调整。

图8.15（c）、（d）、（e）分别表示安全带扣环、方向盘倾斜、后视镜位置的调节。

自动座椅位置的存储与复位情况如下：

当点火开关接通，自动变速器选挡杆置于“P”位时，只要按住存储与复位开关1或2，即可重复被存储的信息（或状态），其重复过程是按图中序号①→⑦顺序进行的，即先将座椅向后滑动→靠背后倾→方向盘上下倾斜→座椅和安全带扣环上下调节→座椅头枕位置上下调整（注：

外后视镜的重复动作与①→⑦的顺序无关）。

第五节汽车电动座椅的检修

一、电动座椅主要部件的检测

电动座椅的主要部件有：

调节开关、调节电动机、位置传感器和电控单元（ECU）等。

1．调节电动机的检测

对电动座椅调节电动机的检测应先将其从座椅上拆下来才能进行，其检测方法如下：

l）当将电动座椅调节电动机处于某一种调节状态时，检测各端子与电源之间的连接情况应符合要求。

分别用导线将电动机插接器的相应两个端子与蓄电池的正、负极相连接，检查电动机工作情况。

必须注意的是，当电动机通电后不转，或有异常响声，均应立即停止检测。

2）如检测到某个调节电动机不运转或运转不平稳，则拔下该电动机上的两芯插接器，直接将蓄电池正、负极用导线与该电动机连接，进行通电检测。

如此时电动机运转无问题，则为调节电动机两芯插座之间的导线可能有断路、接地或接触不良现