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電動車電�
閱讀�3629時間�2017-03-23 14:13:44

名片

    根據(jù)其使用環(huán)境與使用頻率的不同,形式也不�。不同形式的電機其特點也不一樣。目前電動車電機普遍采用永磁直流電機。電動車電機按照電機的通電形式來分,可分為有刷電機和無刷電機兩大類;按照電機總成的機械�(jié)�(gòu)來分,一般分為“有齒”(電機�(zhuǎn)速高,需要經(jīng)過齒輪減速)和“無齒”(電機扭矩輸出不經(jīng)過任何減速)兩大��

組成�(jié)�(gòu)

    1.永磁式直流電機:
    由定子磁�、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成�
    定子磁極采用永磁體(磁鋼�,有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)�(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾��
    �(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在�(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片��
    電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的�(dǎo)電部�,具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電�、電化石墨電刷�
    2.無刷直流電機�
    由永磁體�(zhuǎn)�、多極繞組定�、位置傳感器等組��
    無刷直流電機的特點是無刷,采用半�(dǎo)體開�(guān)器件(如霍爾元件)來實現(xiàn)電子換向�,即用電子開�(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)��
    位置傳感器按�(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次�?qū)Χㄗ永@組的電流�(jìn)行換流(即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信�,經(jīng)信號�(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開�(guān)電路,按一定的邏輯�(guān)系�(jìn)行繞組電流切換)�
    3.高速永磁無刷電機:
    由定子鐵�、磁鋼轉(zhuǎn)�、太陽輪、減速離合器、輪轂外殼等組成�
    電機蓋子上面可以裝上霍爾傳感�,用以測速�
    位置傳感器有磁敏�、光電式和電磁式三種類型�
    采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機,其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器�?qū)S眉呻娐返龋┭b在定子組件上,用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件�
    采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機,在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子上裝有遮光�,光源為�(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)�,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信��
    采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機,是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓�、接近開�(guān)、LC諧振電路等),當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時,電磁效�(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(其幅值隨�(zhuǎn)子位置而變化)�
    定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供�

�(shè)備分�

    用于電動汽車的驅(qū)動電機與常規(guī)的工�(yè)電機不同。電動汽車的�(qū)動電機通常要求頻繁的啟�/停車、加�/減速,低速或爬坡時要求高�(zhuǎn)�,高速行駛時要求低轉(zhuǎn)�,并要求變速范圍大。而工�(yè)電機通常�(yōu)化在額定的工作點。因�,電動汽車驅(qū)動電機比較獨特,�(yīng)單獨歸為一��
    對無刷電機而言,根�(jù)電機是否具有位置傳感�,又分為有位置傳感器無刷電機和無位置傳感器無刷電機。對于無位置傳感器的無刷電機,必須要先將車用腳蹬起來,等電機具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后,控制器才能識別到無刷電機的相位,然后控制器才能對電機供�。由于無位置傳感器無刷電機不能實�(xiàn)零速度啟動,所以在2000年以后生�(chǎn)的電動車上用得較少。電動車行業(yè)�(nèi)使用的無刷電�,普遍采用有位置傳感器無刷電機。旋�(zhuǎn)180°,線圈不�,霍耳元件感�(yīng)到S極磁�,此時P1與R2截止,P2與R1�(dǎo)通,可以看到電流i’從電池正極�(jīng)過R1、線�、P2流到電池�(fù)�。通電線圈中的A點的電流i’方向是指向接線頭的方向(矢量方向與i’矢量方向相反),磁鋼受到線圈的反作用力,一樣產(chǎn)生向逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩。電動車用無刷電機的磁鋼�(shù)量比較多,線圈一般有3組,每組線圈都有相應(yīng)的霍耳元�(3相線圈有3個霍耳元�),這樣電機旋轉(zhuǎn)時就更平�(wěn),效率更高。當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)�,霍耳元件感�(yīng)到磁場方向變化后給出相應(yīng)控制信號,無刷控制器根據(jù)此信號控制著�3路與�3路功率管的導(dǎo)通與截止

�(chǎn)品對�

    有刷電機、無刷電機的比較
    有刷電機與無刷電機的通電原理上的區(qū)別:有刷電機是由碳刷與換向器�(jìn)行機械換�,無刷電機是靠霍耳元件感�(yīng)信號由控制器完成電子換向�
    有刷電機和無刷電機的通電原理不一�,其�(nèi)部結(jié)�(gòu)也不一�。對輪轂式電機而言,電機力矩的輸出方式(是否經(jīng)過齒輪減速機�(gòu)減速)不一�,其機械�(jié)�(gòu)也不一��
    1、常見高速有刷電機的�(nèi)部機械結(jié)�(gòu)。這種輪轂式電機由�(nèi)置高速有刷電機心、減速齒輪組、超越離合器、輪轂端蓋等部件組成。高速有刷有齒輪轂式電機屬于�(nèi)�(zhuǎn)子電機�
    2、常見低速有刷電機的�(nèi)部機械結(jié)�(gòu)。這種輪轂式電機由碳刷、換相器、電機轉(zhuǎn)�、電機定子、電機軸、電機端�、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機屬于外轉(zhuǎn)子電��
    3、常見高速無刷電機的�(nèi)部機械結(jié)�(gòu)。這種輪轂式電機由�(nèi)置高速無刷電機心、行星摩擦滾子、超載離合器、輸出法�、端�、輪轂外殼等部件組成。高速無刷有齒輪轂電機屬于內(nèi)�(zhuǎn)子電機�
    4、常見低速無刷電機的�(nèi)部機械結(jié)�(gòu)。這種輪轂式電機由電機�(zhuǎn)�、電機定子、電機軸、電機端�、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機屬于外轉(zhuǎn)子電��
    主要特�
    無刷直流電動機之所以被廣泛�(yīng)用于電動�,是因為它與傳統(tǒng)的有刷直流電動機相比具有以下二方面的�(yōu)勀�
    �1)壽命長、免維護(hù)、可靠性高。在有刷直流電動機中,由于電機轉(zhuǎn)速較�,電刷和換向器磨損較快,一般工�1000小時左右就需更換電刷。另外其減速齒輪箱的技�(shù)難度較大,特別是傳動齒輪的潤滑問�,是目前有刷方案中比較大的難題。所以有刷電機就存在噪聲�、效率低、易�(chǎn)生故障等問題。因此無刷直流電動機的優(yōu)勢很明顯�
    �2)效率高、節(jié)�。一般而言,因無刷直流電動機沒有機械換向的磨擦損耗及齒輪箱的消�,以及調(diào)速電路損�,效率�??筛�?5%,但考慮到實際設(shè)計中的性價�,為減少材料消耗,一般設(shè)計為76%。而有刷直流電動機的效率由于齒輪箱和超越離合器的消�,通常�70%左右�

操作方法

   在電動自行車行業(yè),電機一般指電機總成,包括電機心、減速機�(gòu)�。下面我們講的電動自行車均指電機總成�
    一、電機的拆卸
    拆卸電機之前�(yīng)首先拔開電機與控制器的引�,此時一定要記錄下電機引線顏色與控制器引線顏色的一一對應(yīng)�(guān)�。打開電機端蓋之前應(yīng)先清潔操作場�,以防止雜物被吸在電機內(nèi)的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對位置的標(biāo)�。注意:一定要按對角順序松動螺�,以免電機外殼變�。電機轉(zhuǎn)子與定子的徑向間隙叫氣隙(空氣間隙),一般電機的氣隙�0.25-0.8mm之間。當(dāng)拆卸完電機排除了電機故障之后,一定要按原來的端蓋記號�(jìn)行裝配,這樣可以防止二次裝配后的掃膛�(xiàn)��
    �、電機內(nèi)齒輪的潤�
    如果有刷有齒輪轂電機與無刷有齒輪轂電機運行的噪音開始變大,或者更換了電機�(nèi)的齒�,應(yīng)將齒輪所有齒面涂滿潤滑脂,一般使�3號潤滑脂或廠家指定的潤滑��
    電動車電�
    電動車電�
    �、電機的組裝
    在組裝有刷電機之前,請檢查刷握里面彈簧的彈�,檢查碳刷與刷握是否有碰�,檢查碳刷在刷握里是否能�(dá)到行�,注意碳刷與換相器的正確定位,以免卡壞碳刷或刷握�
    安裝電機的時候,首先�(yīng)清理電機部件表面的雜�(zhì),以免影響電機的正常運轉(zhuǎn),并且一定要將輪轂體固定�(jié)�,以免安裝時由于受磁鋼的強力吸引,造成部件相互撞擊、損�。檢�36V正常,控制器輸出5V�12V正常,電動機電阻正常。把電動機直接連接�36V電池�,電動機運轉(zhuǎn)正常�
    �、接線方�
    由于換向方式不一�,有刷電機和無刷電機不但�(nèi)部結(jié)�(gòu)不一�,而且在接線方式上的區(qū)別也非常大�
    1、有刷電機的接線方法。有刷電機一般有正負(fù)兩根引線。一般紅線是電機正極,黑線是電機�(fù)�。如果將正負(fù)極交換接線,只是會使電機反轉(zhuǎn),一般不會損壞電��
    2、無刷電機相角的判斷。無刷電機的相角是無刷電機的相位代數(shù)角的簡稱,指無刷電機各線圈在一個通電周期里面線圈�(nèi)部電流方向改變的角度。電動車用無刷電機常見的相位代數(shù)角有120°�60°兩種�
    觀察霍耳元件安裝空間位置判斷無刷電機的相角� 120°�60°兩種相角電機的霍耳元件安裝空間位置不一��
    測量霍耳真值信號判斷無刷電機的相角
    需要先說明一下的是什么叫無刷電機的磁拉力�。無刷電機的磁鋼�(shù)量一般是12��16片或18�,其對�(yīng)的定子槽�(shù)�36槽�48槽或54�。電機在靜止?fàn)顟B(tài)�,轉(zhuǎn)子磁鋼的磁力線有沿磁阻最小方向行走的特性,因此�(zhuǎn)子磁鋼所停頓的位置恰好為定子槽凸極的位置。磁鋼不會停在定子槽心的位置,這樣�(zhuǎn)子與定子的相對位置只�36種�48種或54種這有限的幾個位�。因此無刷電機的最小磁拉力角就�360/36°�360/48°�360/54°�
    無刷電機的霍耳元件有5根引�,分別是霍耳元件的公共電源正極、公共電源負(fù)�、A相霍耳輸出、B相霍耳輸出和C相霍耳輸�。我們可以利用無刷控制器�60°�120°)的5根霍耳引�,將無刷電機霍耳元件引線的正負(fù)電源接好,將其余A、B、C三個相位傳感器的引�,任意接在控制器霍耳信號引線的引線�。接通控制器電源,由控制器給霍耳元件供電,就可以檢測到無刷電機的相角了。方法如下:用萬用表�+20V直流電壓�,并將黑表筆接地�,紅表筆分別測量三個引線的電壓情況,記錄下3根引線的高低電壓。輕微轉(zhuǎn)動電機,讓電機轉(zhuǎn)過一個最小磁拉力角度,再次測量并記錄�3根引線的高低電壓,如此測量記�6�。我們用1表示高電位,�0表示低電�,那么如果是60°無刷電機,連續(xù)�(zhuǎn)�6個最小磁拉力角度,則測量出的霍耳真值信號應(yīng)該是�100�110�111�011�001�000。調(diào)整三個霍耳元件引線的引腳順序,讓真值的信號�(yán)格按照上面的真值順序變�,這樣對于60°無刷電機的A、B、C三個相位就判斷出來��
    如果�120°無刷電機,連續(xù)�(zhuǎn)�6個最小磁拉力角度,測量出的霍耳真值信號應(yīng)該是按照100�110�010�011�001�101的規(guī)律變�,這樣霍耳元件引線的通電相序就判斷出來了�
    如果想快速測出無刷電機是60°還是120°,用萬用表的+20V直流電壓擋,并將黑表筆接地線,紅表筆分別測量三個引線的電壓,出�(xiàn)三根線都有電壓或都無電壓時就確定�60°電機,否則就�120°
    3、無刷電機的接線方法。無刷電機的線圈引線�3�,霍耳引線有5根,�8根引線必須和控制器相�(yīng)引線一一對應(yīng),否則電機不能正常轉(zhuǎn)動�
    一般講��60°�120°相角的無刷電機,需要由與之相對�(yīng)�60°�120°相角的無刷電機控制器來驅(qū)�,兩種相角的控制器不能直接互換�60°相角的無刷電機與60°相角控制器相連的8根線的正確接線有兩種,一種正�(zhuǎn),一種反�(zhuǎn)�
    因為對于120°相角的無刷電機,通過�(diào)整線圈引線的相序和霍耳引線的相序,電機與控制器相連的8根線的正確接線可以有6種,其中3種接法電機正�(zhuǎn),另�3種接法電機反�(zhuǎn)�
    如果無刷電機反轉(zhuǎn),表明無刷控制器與無刷電機的相角是匹配的,我們可以這樣來調(diào)整電機的�(zhuǎn)向:將無刷電機與無刷控制器的霍耳引線的A、C交換接線;同時將無刷電機與無刷控制器的主相線A、B交換接線�
    電動自行車大體可分三�� 1,直流輪轂電�,即有刷電機,兩根引出線,外接PWM控制�� 2,交流輪轂電機,有帶霍爾和不帶霍爾傳感的,三根引線以上,外接變頻控制��3,直流無刷輪轂電�,內(nèi)含電子換向器,兩根引出線。外接PWM控制器� 一定要分清,不要被混淆�

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