2023-03-03育兒電動車電機工作原理及構造圖
本篇文章給大家談談電動車電機工作原理及構造圖,以及電動車電機工作原理視頻,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
1.霍耳信號傳遞給控制器,控制器通過粗線(不是霍耳線)給電機線圈供電,電機旋轉,磁鋼與線圈(準確的說是纏在定子上的線圈,其實霍耳一般安裝在定子上)發生轉動,霍耳感應出新的位置信號,控制器粗線又給電機線圈重新改變電流方向供電,電機繼續旋轉(線圈和磁鋼的位置發生變化時,線圈必須對應的改變電流。
隨著國六的實施以及國家的政策支持,電動車也迎來了他的春天。慢慢的電動車已經成為了市場的主流。下面,我解析一下市面上一般電動車的工作原理和充電原理。
像一般的電池充電是分為三個階段的,恒流充電,恒壓充電,涓流充電。
1、恒流充電也叫快速充電,就是用大電流對電池進行快速充電,但是這樣不可能對電池完全充滿,當電量到達一定的數值的話就不能對電池快速充電,否則對電池有損壞的。
2、恒流充電完成以后就開始了恒壓充電了。也叫慢速充電,就是對快速充電所遺留的虛電電壓的一種補充。使電池達到最佳穩定狀態。
3、涓流充電,也就是充滿電以后對電池電壓的一種保持。
在這過程中,電腦的過程檢測和充電機的充電穩定性尤為重要。
現在的乘用車的主流電池是三元鋰電池。電池廠家有名的主要有兩家,寧德時代和比亞迪。寧德時代有著極其快速強勁的成長歷史。比亞迪相對穩健了許多,因為比亞迪最早是做電池起家的,一直給諾基亞提供電池,是電池界的大咖。而比亞迪的電池開始的主流是磷酸鐵鋰電池,這類電池的最大優勢是安全系數很高。但是三元電池的能量密度高的優勢明顯,因為這關乎著續航里程的長短。隨著三元電池的普及成為主流也一度讓比亞迪倍感壓力,不過比亞迪在電池領域多年的積累,加之獨有的比亞迪電池熱管理系統和電池,電機,電控三大塊的整合,使得比亞迪在電動車領域一直處于領軍人物,掌握著自己的核心科技。
電機是電動自行車的核心器件,因此在學習電動自行車維修中,了解電機的結構和性能是更好的維修電動車的基礎。電動自行車采用的電機都是直流電機,先后采用了有刷直流電機和無刷直流電機。有刷的主要是用在早期的小功率產品中,近期的電動車多使用無刷電機。
所謂的有刷和無刷是指直流電機在換向(相)時所用的換向器是有碳刷的還是沒有碳刷的。直流電機要想正常運轉,就得不停的改變繞組中電流的方向,這需要靠換向器來實現,至于電機中繞組的結構請參考電工學中有關電機方面的內容,這里不再贅述。
有刷電機的結構是線圈繞組經換向片和碳刷向電機的外面引出兩根線,一根接直流電源(控制器)的正極,一根接直流電源的負極,電機就可以正常運轉。而無刷電機由A、B、C三相繞組構成的,這一點有點象三相交流電機中的繞組結構,這三相繞組的一端接在一起,另外一端分別向電機的外面引出一根線,做為電源線(即A、B、C的相線,粗線),由霍爾元件組成的換向器則向電機的外面引出了5根線(細線),其中2條線接+5V電源,剩下的3條線是3個霍爾元件的輸出線,用來識別相位。無刷電機的3條相線既像三相交流電機的相線又不像,說它像是因為它們都是接電源的,說它不像是因為交流電機的三條相線是同時接電源的,而無刷電機的三條相線不是同時都接電源的,它是其中的任意兩相在不同的相位時,兩兩進行不同的排列組合后接在電源的正、負極上,這種組合是不停變化的,要實現這種變化靠的就是3只霍爾元件把電機中的三個繞組所在的不同相位,用電壓組合的形式輸出到控制器中,再經控制器內部電路識別處理后,輸出到電機的三條相線上,控制電機中那兩相接電源、誰接電源正極、誰接電源負極。簡單的說,就是電機中的A、B、C相它們都是既能接電源的正極,又能接電源的負極,而霍爾元件就是控制它們誰該接電源的正極,誰該接電源的負極。
電動自行車電機繞組的故障率較低,并且繞制繞組的難度較大,所以繞組損壞多采用更換電機的維修方法。因此,只要知道有刷電機、無刷電機的換向器結構,就能輕松維修電動自行車的電機故障了。不過,在拆裝電機外殼和更換換向器時要細心,不要碰壞了電機的繞組。對于有刷電機來講,由于它結構簡單、直觀明了維修起來會更容易些。
1.電動車電機常見故障
(1)有刷電機的主要故障
a)碳刷磨損殆盡。維修時只要更換同型號的碳刷就行了,需要注意的是,直流電機的定子是一個大磁鐵,在裝轉子的時候吸力很大,新換的碳刷不要過松過靠前,以免裝轉子時因吸力大而把新換的碳刷打碎。
b)碳刷與換向片接觸的平面磨損不規則。對于這個問題,可用細砂紙輕輕地修整不規則的地方,盡量使接觸面平整光滑。
c)換向片上因電火花的燒灼留下燒痕。維修時,可用細砂把燒痕打磨平整,同樣在維修時也要注意一下細節,比如用竹簽清理一下每個換向片的絕緣間隙中的積炭,再用酒精清洗干凈、晾干后復原。
(2)無刷電機的主要故障
無刷電機的維修相對就難多了,因為它的換向器不像有刷電機那樣直觀明了,而它采用的霍爾元件不僅檢測比較麻煩,而且更換難度大。在更換霍爾元件時,一定要注意它的方向(直流無刷電機中霍爾元件的接法有兩種,一種是按相位60°的接法,三個霍爾元件有型號的一面都朝外;另一種是按相位120°的接法,3只霍爾元件中,中間的那個霍爾元件有型號的一面朝著鐵芯方向安裝,剩下兩只霍爾元件有型號的一面都朝外),不可接錯。否則,輕者不能正常運轉,重者將燒壞電機的繞組。
拆卸霍爾元件時,一是用鑷子捏住它,再用熱吹風機對著它(不要對著繞組)吹熱風,待固定的絕緣漆軟化后,把它與固定架分開;二是用電烙鐵焊開引腳上的焊錫就可以取下,三是用同型號或代用型號的霍爾元件更換;四是用絕緣漆或301膠把它固定在安裝架上,待膠凝固后復原電機即可。
2.霍爾元件的種類與判斷技巧
在維修無刷電機時,正確地判斷霍爾元件的好壞是至關重要的。因此,就必須地掌握霍爾元件的知識,否則將無法對電機進行維修。霍爾元件內部有一個磁敏器件,當它在強弱磁場的作用下,就會不斷變化,最后再以電的形式通過引腳把它反應出來。霍爾元件多有2腳、3腳和4腳的,有開關型、鎖定型、線性型、記憶型、常開型、常閉型等類型。電動自行車上用的霍爾元件一般是3個引腳的開關型和線性型兩種。所謂的開關型霍爾元件就是它的輸出端隨著磁場的有無,即要么是輸出高電位,要么就輸出低電位,就像一只開關一樣;線性型霍爾元件它的輸出是隨著磁場強度的變化而變化的,磁場強度的不同時它可以輸出0~5V之間的任意電壓值,并且呈線性變化的。常用的開關型霍爾元件有S41、72X、U18、A44E等,常見的線性型有UNG3501、3502、3503、49E、SS496B等。不同類型的霍爾元件是不可以互換的,同類型中不同型號的霍爾元件多可以互換的,不過代換時要注意引腳的接法。電動車上的霍爾元件的2個引腳接5V電源,另一個是信號輸出引腳。電動自行車電機上用的霍爾元件是開關型的,應急修理時也可用鎖定型和記憶型的霍爾元件代用。
下面介紹一下如何判斷霍爾元件好壞的方法:
第一是粗測,第二是模擬工作。所謂的粗測,就是用萬用表的電阻擋對它的3個引腳進行測量,確認出哪個是供電腳,哪個是接地腳,哪個腳是信號輸出腳。對于開關型霍爾元件,先用黑表筆接任意一個腳,用紅表筆分別去測量另外兩個腳,若兩次測得的值都是無窮大,說明黑表筆接的那個腳就是信號輸出腳(若不是,黑表筆換一個腳再測,若始終與另外兩個腳的值都不能為無窮大,則說明它已損壞),然后再對剩下的2個腳進行正、反向測量,測得阻值小的那次,則黑表筆所接的腳就是供電腳,紅表筆所接就是接地腳。對于線性型霍爾元件的測量方法同開關型一樣,只是在判斷信號輸出腳時,兩次測得的阻值都在幾十千歐以上。經這一步測量,并不能完全確認霍爾元件正常,還需要通過模擬測試才可確定。為霍爾元件的供電、接地腳間加上+5V電壓后,用電壓擋測量它的信號輸出腳電壓,再用一塊磁鐵慢慢地靠近它,對于開關型霍爾元件來說,當磁鐵移近到某一位置時,信號輸出腳的電壓會突然變為高電位或低電位(因磁性材料有N極和S極之分,當磁鐵的N極靠近它,就變為高電位,反之,變為低電位);對于線性型霍爾元件,信號輸出腳的電壓是隨著磁鐵與它距離遠近的不同,電壓在0~4V間變化(它對磁性材料的N極和S極的變化趨勢也是不同的,一個是由低向高變化,另一個是由高向低變化)。
3.維修實例
一輛澳柯瑪EV電動車有時能正常騎幾天,有時突然速度很慢,有時干脆就不動。
分析與檢修:這種軟故障,修起來比較麻煩。對于此類故障,一般是先分析故障原因,然后根據維修經驗和電動自行車中那些配件出故障的機率比較高,逐一檢查,最終找出故障根源。那么造成這輛電動自行車故障的原因大致有:控制器、電機和機械方面,察看機械正常后代換控制器,結果兩天后故障復發,說明毛病出在電機上。拆開電機查看繞組正常,于是把電機的三根相線與電路斷開,將霍爾元件的三個輸出端懸空后,只給霍爾元件加上+5V供電,用上面介紹的方法對它進行判斷,發現中間那只S41型霍爾元件不但變化慢,而且有時還不變化,說明該霍爾元件損壞,更換后故障排除。
主要原理就是法拉第--電磁感應定律.通過控制器里面的單片機檢測調速轉把輸出型號強弱,再把這個變化的信號轉變為驅動功率管的驅動信號,功率管以此提供相應的電流給電機運轉,轉把信號弱驅動管輸出相應小電流電機就相對轉的慢,相反電機的到到電流就會轉的更快。
電動車的馬達應是直流電機,電機內部電磁作用十分復雜,電機部分主要為定子和轉子,分別繞有線圈繞組(形式多樣),通過定子的電流為勵磁電流,主要是產生磁動勢,并建立磁場,轉子導線中通有電流,與是在電磁力的作用下運動。
電動車電機的工作原理還要與控制器的控制原理結合在一起才能說清楚。
控制器工作原理是把直流電斬成一個一個方波,波峰電壓與電瓶電壓幾乎一樣,波與波之間的間隔就成了關鍵。
控制間隔的大小——占空比,就能調節給電機的平均電壓大小,電機得到電功率的大小也就會不同。這樣就實現了調速。
然而,電機由三組線圈驅動(三相),電機運轉到什么角度才需要上電和去電,又由相應位置的霍爾傳感器提供信息給控制器適當實施控制。
假設電動車勻速通過平整且坡度一致的坡道,那么,電動車所受的力是不變的,因此沖量(F*V)也不變,勻速運動,沖量又等于動量(F*V=m*V),而動量也即動能,所以機械能是不變的。
樓上說的對,主要與電動機有關,但是糾正錯誤,電池是串聯,只有串聯電壓才能抬高,電流才會大,電池并聯電壓和電流是不變的,只是使用壽命會延長.電動機都有自己的額定電壓,額定電流,額定功率(通常指輸出功率),額定轉速,功率大的轉速自然就快.還有另一個原因,就是潤滑等,摩擦(機械損耗)也會影響速度.。
電動車的馬達應該是直流電機,電機內部電磁作用十分復雜,電機部分主要為定子和轉子,分別繞有線圈繞組(形式多樣),通過定子的電流為勵磁電流,主要是產生磁動勢,并建立磁場,轉子導線中通有電流,與是在電磁力的作用下運動,主要原理就是法拉第--電磁感應定律.。
一般都有換向器的,結構簡單。控制器接法最少得用五根線,兩根粗的接電機正負級,如果反了就是倒轉,三根西線接轉把,其中兩根是電源正負級,電壓一般為5V,一根是給控制器信號線。
如果加上剎車斷電的話,就得還有兩根細線接剎車把斷電開關才行。
電動三輪車的電機,也就是俗稱“馬達”,是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。
電動三輪車常用電動機是直流電動機,有永磁電動機和串勵電動機兩類。電動機旋轉的部分叫做轉子,不轉動的部分叫做定子。永磁電動機的轉子或者定子有一個是永久磁鐵,另一個則是漆包線繞制的線包。串勵直流電動機的轉子和定子 都是漆包線繞制的線包。功率的電動機,永磁電動機比串勵直流電動機省電。永磁電動機的磁鐵怕高溫,溫度超過110度,就會退磁。串勵直流電動機沒有永久磁鐵,不存在這個問題。 串勵直流電動機安裝在外部,由一個小齒輪,通過鏈條傳動到電動三輪車車后軸,帶動大齒輪。
此外,車上用接觸器是來控制電動三輪車的前進和倒車用的,同時還要和按鈕相配合來完成,接線原理是雙重聯鎖正反轉控制電路,實現正-反-停工作原理,安全方便。
國標關于電動車電機的命名標準如下: 派生代號,用大寫漢語拼音字母表示。
性能參數代號,用二位阿拉伯數字表示。
產品名稱代號,用大寫漢語拼音字母表示機座號,以機殼外徑(mm)表示。
產品名稱代號
SYT:鐵氧體永磁式直流伺服電動機。
SYX:稀土永磁式直流伺服電動機。
SXPT:鐵氧體永磁式線繞盤式直流電動機。
SXPX:稀土永磁式線繞盤式直流電。
SWT:鐵氧體永磁式無刷直流伺服電動機。
SWX:稀土永磁式無刷直流伺服電動機。
SN:印制繞組直流伺服電動機
SR:開關磁阻電動機
YX:三相異步電動
對無刷電機而言,根據電機是否具有位置傳感器,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電。由于無位置傳感器無刷電機不能實現零速度啟動,所以在2000年以后生產的電動車上用得較少。目前電動車行業內使用的無刷電機,普遍采用有位置傳感器無刷電機。旋轉180°,線圈不動,霍耳元件感應到S極磁場,此時P1與R2截止,P2與R1導通,可以看到電流i’從電池正極經過R1、線圈、P2流到電池負極。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,一樣產生向逆時針方向的旋轉力矩。電動車用無刷電機的磁鋼數量比較多,線圈一般有3組,每組線圈都有相應的霍耳元件(3相線圈有3個霍耳元件),這樣電機旋轉時就更平穩,效率更高。當磁鋼旋轉時,霍耳元件感應到磁場方向變化后給出相應控制信號,無刷控制器根據此信號控制著上3路與下3路功率管的導通與截止。電機(7張)。
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別:有刷電機是由炭刷與換向器進行機械換向,無刷電機是靠霍耳元件感應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樣,其內部結構也不一樣。對輪轂式電機而言,電機力矩的輸出方式(是否經過齒輪減速機構減速)不一樣,其機械結構也不一樣。
1、常見高速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速有刷電機心、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內轉子電機。
2、常見低速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由炭刷、換相器、電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。
3、常見高速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速無刷電機心、行星摩擦滾子、超載離合器、輸出法蘭、端蓋、輪轂外殼等部件組成。高速無刷有齒輪轂電機屬于內轉子電機。
4、常見低速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。
1.永磁式直流電機:
由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。
定子磁極采用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結構形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。
轉子一般采用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在轉子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。
電刷是連接電源與轉子繞組的導電部件,具備導電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
2.無刷直流電機:
由永磁體轉子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。
無刷直流電機的特點是無刷,采用半導體開關器件(如霍爾元件)來實現電子換向的,即用電子開關器件代替傳統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優點。
位置傳感器按轉子位置的變化,沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置,并在確定的位置處產生位置傳感信號,經信號轉換電路處理后去控制功率開關電路,按一定的邏輯關系進行繞組電流切換)。
3.高速永磁無刷電機:
由定子鐵心、磁鋼轉子、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器,用以測速。
位置傳感器有磁敏式、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、磁敏電阻器或專用集成電路等)裝在定子組件上,用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。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,轉子上裝有遮光板,光源為發光二極管或小燈泡。轉子旋轉時,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號。
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(例如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等),當永磁體轉子位置發生變化時,電磁效應將使電磁傳感器產生高頻調制信號(其幅值隨轉子位置而變化)。
定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。
編輯本段電機特性
用于電動汽車的驅動電機與常規的工業電機不同。電動汽車的驅動電機通常要求頻繁的啟動/停車、加速/減速,低速或爬坡時要求高轉矩,高速行駛時要求低轉矩,并要求變速范圍大。而工業電機通常優化在額定的工作點。因此,電動汽車驅動電機比較獨特,應單獨歸為一類。
編輯本段電機要求
他們在負載要求、技術性能和工作環境等方面有著特殊的要求:
1、電動汽車驅動電機需要有4-5倍的過載以滿足短時加速或爬坡的要求;而工業電機只要求有2倍的過載就可以了。
2、電動汽車的最高轉速要求達到在公路上巡航時基本速度的4-5倍,而工業電機只需要達到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、電動汽車驅動電機需要根據車型和駕駛員的駕駛習慣設計,而工業電機只需根據典型的工作模式設計。
4、電動汽車驅動電機要求有高度功率密度(一般要求達到1kg/kw以內)和好的效率圖(在較寬的轉速范圍和轉矩范圍內都有較高的效率),從而能夠降低車重,延長續駛里程;而工業電機通常對功率密度、效率和成本進行綜合考慮,在額定工作點附近對效率進行優化。
5、電動汽車驅動電機要求工作可控性高、穩態精度高、動態性能好;而工業電機只有某一種特定的性能要求。
6、電動汽車驅動電機被裝在機動車上,空間小,工作在高溫、壞天氣、及頻繁振動等等惡劣環境下。而工業電機通常在某一個固定位置工作。
編輯本段電機組成
在電動自行車行業,電機一般指電機總成,包括電機心、減速機構等。下面我們講的電動自行車均指電機總成。
一、電機的拆卸
拆卸電機之前應首先拔開電機與控制器的引線,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關系。打開電機端蓋之前應清潔作場地,以防止雜物被吸在電機內的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對位置的標記。注意:一定要對角松動螺釘,以免電機外殼變形。電機轉子與定子的徑向間隙叫氣隙(空氣間隙),一般電機的氣隙在0.25-0.8mm之間,當拆卸完電機排除了電機故障之后,一定要對原來的端蓋記號進行裝配,這樣可以防止二次裝配后的掃膛現象。
二、電機內齒輪的潤滑
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,或者更換了電機內的齒輪,應將齒輪所有齒面涂滿潤滑脂,一般使用3號潤滑脂或廠家指定的潤滑油。電動車電機。
三、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性,檢查炭刷與刷握是否有碰擦,檢查炭刷在刷握里是否能達到最大行程,注意炭刷與換相器的正確定位,以免卡壞炭刷或刷握。
安裝電機的時候,首先應清理電機部件表面的雜質,以免影響電機的正常運轉,并且一定要將輪轂體固定結實,以免安裝時由于受磁鋼的強力吸引,造成部件相互撞擊、損壞。檢測36V正常,控制器輸出5V、12V正常,電動機電阻正常。把電動機直接連接到36V電池上,電動機運轉正常。
編輯本段接線方法
由于換向方式不一樣,有刷電機和無刷電機不但內部結構不一樣,而且在接線方式上的區別也非常大。
1、有刷電機的接線方法。有刷電機一般有正負兩根引線。一般紅線是電機正極,黑線是電機負極。如果將正負極交換接線,只是會使電機反轉,一般不會損壞電機。
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角的簡稱,指無刷電機各線圈在一個通電周期里面線圈內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角有120°與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°和60°兩種相角電機的霍耳元件安裝空間位置不一樣。
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角。無刷電機的磁鋼數量一般是12片、16片或18片,其對應的定子槽數是36槽、48槽或54槽。電機在靜止狀態時,轉子磁鋼的磁力線有沿磁阻最小方向行走的特性,因此轉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,這樣轉子與定子的相對位置只有36種、48種或54種這有限的幾個位置。因此無刷電機的最小磁拉力角就是360/36°、360/48°或360/54°。
無刷電機的霍耳元件有5根引線,分別是霍耳元件的公共電源正極、公共電源負極、A相霍耳輸出、B相霍耳輸出和C相霍耳輸出。我們可以利用無刷控制器(60°或120°)的5根霍耳引線,將無刷電機霍耳元件引線的正負電源接好,將其余A、B、C三個相位傳感器的引線,任意接在控制器霍耳信號引線的引線上。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:用萬用表的 20V直流電壓擋,電動車電機。
并將黑表筆接地線,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。輕微轉動電機,讓電機轉過一個最小磁拉力角度,再次測量并記錄下3根引線的高低電壓,如此測量記錄6次。我們用1表示高電位,用0表示低電位,那么——
如果是60°無刷電機,連續轉動6個最小磁拉力角度,則測量出的霍耳真值信號應該是:100、110、111、011、001、000。調整三個霍耳元件引線的引腳順序,讓真值的信號嚴格按照上面的真值順序變化,這樣對于60°無刷電機的A、B、C三個相位就判斷出來了。
如果是120°無刷電機,連續轉動6個最小磁拉力角度,測量出的霍耳真值信號應該是按照100、110、010、011、001、101的規律變化,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,出現三根線都有電壓或都無電壓時就確定是60°電機,否則就是120°。
3、無刷電機的接線方法。無刷電機的線圈引線有3根,霍耳引線有5根,這8根引線必須和控制器相應引線一一對應,否則電機不能正常轉動。
一般講來,60°和120°相角的無刷電機,需要由與之相對應的60°和120°相角的無刷電機控制器來驅動,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,一種正轉,一種反轉。
因為對于120°相角的無刷電機,通過調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種接法電機正轉,另外3種接法電機反轉。
如果無刷電機反轉,表明無刷控制器與無刷電機的相角是匹配的,我們可以這樣來調整電機的轉向: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。
現在,電動自行車大體可分三種。 1,直流輪股電機,既有刷電機,兩顆引出線,外接PWM控制器。 2,交流輪轂電機,有帶霍爾和不帶霍爾傳感的,三顆引線以上,外接變頻控制器。3,直流無刷輪轂電機,內含電子換向器,兩顆引出線。外接PWM控制器。 一定要分清,不要被混淆。
電動機(Motors)是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產生旋轉磁場并作用于轉子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉子組成,通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。
基本介紹
電動機是一種旋轉式電動機器,它將電能轉變為機械能,它主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子。在定子繞組旋轉磁場的作用下,其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉動。這些機器中有些類型可作電動機用,也可作發電機用。它是將電能轉變為機械能的一種機器。通常電動機的作功部分作旋轉運動,這種電動機稱為轉子電動機;也有作直線運動的,稱為直線電動機。
基本結構
一、三相異步電動機的結構,由定子、轉子和其它附件組成電動車電機。
。
(一)定子(靜止部分)
1、定子鐵心
作用:電機磁路的一部分,并在其上放置定子繞組。
構造:定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。
定子鐵心槽型有以下幾種:
半閉口型槽:電動機的效率和功率因數較高,但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。
半開口型槽:可嵌放成型繞組,一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理后再放入槽內。
開口型槽:用以嵌放成型繞組,絕緣方法方便,主要用在高壓電機中。
2、定子繞組
作用:是電動機的電路部分,通入三相交流電,產生旋轉磁場。
構造:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成,這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。
定子繞組的主要絕緣項目有以下三種:(保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣)。
(1)對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。
(2)相間絕緣:各相定子繞組間的絕緣。
(3)匝間絕緣:每相定子繞組各線匝間的絕緣。
電動機接線盒內的接線:
電動機接線盒內都有一塊接線板,三相繞組的六個線頭排成上下兩排,并規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2),.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應按這個序號排列。
3、機座
作用:固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子,并起防護、散熱等作用。
構造:機座通常為鑄鐵件,大型異步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔,使電動機內外的空氣可直接對流,以利于散熱。
(二)轉子(旋轉部分)
1、三相異步電動機的轉子鐵心:
作用:作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。
構造:所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。一般小型異步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上,大、中型異步電動機(轉子直徑在300~400毫米以上)的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。
2、三相異步電動機的轉子繞組
作用:切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流,并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。
構造:分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。
(1)鼠籠式轉子:轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉子繞組,對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環焊接而成。
(2)繞線式轉子:繞線轉子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉軸的三個集流環上,再通過電刷與外電路聯接。
特點:結構較復雜,故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環和電刷在轉子繞組回路中串入附加電阻等元件,用以改善異步電動機的起、制動性能及調速性能,故在要求一定范圍內進行平滑調速的設備,如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。
(三)三相異步電動機的其它附件。
1、端蓋:支撐作用。
2、軸承:連接轉動部分與不動部分。
3、軸承端蓋:保護軸承。
4、風扇:冷卻電動機。
二、直流電動機采用八角形全疊片結構,不僅空間利用率高,而且當采用靜止整流器供電時,能承受脈動電流和快速的負載電流變化。直流電動機一般不帶串勵繞組,適用于需要正、反轉的自動控制技術中。根據用戶需要也可以制成帶串勵繞組。中心高100~280mm的電動機無補償繞組,但中心高250mm、280mm的電動機根據具體情況和需要可以制成帶補償繞組,中心高315~450mm的電動機帶有補償繞組。中心高500~710mm的電動機外形安裝尺寸及技術要求均符合IEC國際標準,電機的機械尺寸公差符合ISO國際標準。
直流電動機的工作原理:
在圖中,線圈連著換向片,換向片固定于轉軸上,隨電機軸一起旋轉,換向片之間及換向片與轉軸之間均互相絕緣,它們構成的整體稱為換向器。電刷A、B在空間上固定不動。
在電機的兩電刷端加上直流電壓,由于電刷和換向器的作用將電能引入電樞線圈中,并保證了同一個極下線圈邊中的電流始終是一個方向,繼而保證了該極下線圈邊所受的電磁力方向不變,保證了電動機能連續地旋轉,以實現將電能轉換成機械能以拖動生產機械,這就是直流電動機的工作原理。注意:每個線圈邊中的電流方向是交變的。
2、直流發電機的工作原理:
如圖,當用原動機拖動電樞逆時針方向旋轉,線圈邊將切割磁力線感應出電勢,電勢方向可據右手定則確定。由于電樞連續旋轉,線圈邊ab、cd將交替地切割N極、S極下的磁力線,每個線圈邊和整個線圈中的感應電動勢的方向是交變的,線圈內的感應電動勢是交變電動勢,但由于電刷和換向器的作用,使流過負載的電流是單方向的直流電流,這一直流電流一般是脈動的。
編輯本段檢修方法
電機的故障有機械故障與電氣故障兩大類,機械故障比較容易發現,而電氣故障就要通過測量其電壓或電流進行分析判斷了,以下介紹電機常見故障的檢測與排除方法。
1、電機的空載電流大
當電機的空載電流大于極限數據時,表明電機出現了故障。電機空載電流大的原因有,電機內部機械摩擦大,線圈局部短路,磁鋼退磁。我們繼續往下做有關的測試與檢查項目,可以進一步判斷出故障原因或故障部位。
電機的空載/負載轉速比大于1.5,打開電源,轉動轉把,使電機高速空載轉動10s以上。等電機轉速穩定以后,測量此時電機的空載最高轉速N1。在標準測試條件下,行駛200m距離以上,開始測量電機的負載最高轉速N2。空載/負載轉比=N2÷N1。
當電機的空載/負載轉速比大于1.5時,說明電機的磁鋼退磁已經相當厲害了,應該更換電機里面整套的磁鋼,在電動車的實際維修過程中一般是更換整個電機。
2、電機發熱
電機發熱的直接原因是由于電流大引起的,電機電流I,電機的輸入電動勢E1,電機旋轉的感生電動勢(又叫反電動勢)E2,與電機線圈電阻R之間的關系是:I=(E1-E2)÷R,I增大,說明R變小或E2減少了。R變小一般是線圈短路或開路引起的,E2減少一般是磁鋼退磁引起的或者是線圈短路,開路引起的。在電動車電動車電機。
的整車的維修實踐中,處理電機發熱放障的方法,一般是更換電機。
3、電機在運行時內部有機械碰撞或機械噪音。
無論高速電機還是低速電機,在負載運行時都不應該出現機械碰撞或不連續不規則的機械噪音。不同形式的電機可運用不同的方法進行維修。
4、整車行駛里程縮短、電機乏力。
車續行里程短與電機乏力(俗稱電機沒勁)的原因比較復雜。但是當我們排除了以上4種電機故障之后,一般說來,整車續行里程短的故障就不是電機引起的了,這和電池容量的衰減,充電器充不滿電,控制器參數漂移(PWM信號沒有達到100%)等有關。
5、無刷電機缺相
無刷電機缺相一般是由于無刷電機的霍耳元件損壞引起的。我們可以通過測量霍耳元件輸出引線相對霍耳地線和相對霍耳電源的引線的電阻,用比較法判斷是哪只霍耳元件出現故障。
為保證電機換相位置的精確,一般建議同時更換所有的三個霍耳元件。更換霍耳元件之前,必須弄清楚電機的相位代數角是120°還是60°,一般60°相角電機的三個霍耳元件的擺放位置是平行的。而120°相角電機,三個霍耳元件中間的一個霍耳元件是呈翻轉180°位置擺放的。
電機拆裝與保養
一、電機的拆卸
拆卸電機之前應首先拔開電機與控制器的引線,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關系。打開電機端蓋之前應清潔作場地,以防止雜物被吸在電機內的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對位置的標記。注意:一定要對角松動螺釘,以免電機外殼變形。
電機轉子與定子的徑向間隙叫做氣隙(空氣間隙),一般電機的氣隙在0.25-0.8mm之間,當拆卸完電機排除了電機故障之后,一定要對原來的端蓋記號進行裝配,這樣可以防止二次裝配后的掃膛現象。
二、電機內齒輪的潤滑
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,或者更換了電機內的齒輪,應將齒輪所有齒面涂滿潤滑脂,一般使用3號潤滑脂或廠家指定的潤滑油。
三、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性,檢查炭刷與刷握是否有碰擦,檢查炭刷在刷握里是否能達到最大行程,注意炭刷與換相器的正確定位,以免卡壞炭刷或刷握。
無刷直流電動機之所以被廣泛應用于電動車,是因為它與傳統的有刷直流電動機相比具有以下二方面的優勢。(1)壽命長、免維護、可靠性高。在有刷直流電動機中,由于電機轉速較高,電刷和換向器磨損較快,一般工作1000小時左右就需更換電刷。另外其減速齒輪箱的技術難度較大,特別是傳動齒輪的潤滑問題,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大、效率低、易產生故障等問題。因此無刷直流電動機的優勢很明顯。(2)效率高、節能。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耗,以及調速電路損耗,效率通常可高于85%,但考慮到實際設計中的最高性價比,為減少材料消耗,一般設計為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耗,通常在70%左右。
編輯本段常見故障
無刷直流電動機的常見故障通常從其三個組成部分來檢查。在不清楚故障部位時,首先應該檢查電動機本體,其次是位置傳感器,最后檢查驅動控制電路。在電動機本體中,可能出現的問題是:A、電動機繞組接觸不良,斷線或短路。會造成電動機不轉;電動機在某些位置能夠起動,而在某些位置不能起動;電動機運行不平衡。B、電動機主磁極退磁,會使電動機轉矩明顯小,而空載轉速高、電流大。在位置傳感器上常見問題是霍爾元件損壞、接觸不良、位置變化,都會使電動機輸出轉矩變小,嚴重時會使得電動機不動或在某一電動車電機。
點來回振動。在驅動控制電路中最容易出現故障的是功率晶體管,即由于長期過載、過電壓或短路使功率晶體管損壞。以上是對無刷電動機的常見故障進行的簡單分析,在電動機實際運行時問題會是多種多樣的,檢查者應注意在沒有確切把握情況時,不能隨意通電,以免造成電動機的其他器件損壞。
請采納。
電動車高,中低速原理是通過控制電流的大小設置的,電動車低速的電流低,檔位越高,電流越高,能提升的速度也就越快。
霍爾轉把的工作原理是,霍爾組件通常是粘接在轉把里圈,固定在車把上,而與其對應的磁鋼粘在轉把可動部分,霍爾轉把輸出電壓大小,取決于霍爾周圍磁場的強度。轉動轉把即改變磁場,霍爾組件發出傳感信號,通過控制器控制電動機的轉速。
當開關型霍爾組件敏感面有磁場時,組件輸出低電平信號;無磁場則無信號輸出。根據輸出的信號進行控制,其供電電壓為4.5~24V;而線性霍爾組件則是通過組件敏感面對磁場感應的強弱變化進行調速,當電源供電電壓為5V時,其輸出信號電壓在1.0~4.2V之間連續地發生線性變化。
電動車高,中低速原理是通過控制電流的大小設置的,電動車低速的電流低,檔位越高,電流越高,能提升的速度也就越快。
電動自行車調速電路來控制電動自行車的速度和保護電動機不產生過電流。轉把松開為電機速度最低擋,旋緊為電機速度最高擋。
調速電路包括電源電路、脈沖調寬產生電路、電動機驅動電路、電動機過電流保護電路。
當轉動轉把時,H的2腳可輸出可變電壓,并送到TL494的2腳,TL191將2腳電壓與1腳電壓進行比較,在其8腳輸出調制脈沖,2腳電壓越低,8腳調制脈沖就越寬,通過V1、VF放大后,控制電動機的轉速就越快;反之,則越慢,從而達到調速的目的。