電動車自行車電機的基本結(jié)構(gòu)及維修知識

時間：2015-03-13作者：天津市酷派電動自行車有限公司瀏覽：80

天津電動車生產(chǎn)廠家：電動車自行車電機的基本結(jié)構(gòu)及維修

一、電機的命名

電動車根據(jù)其使用環(huán)境與使用頻率的不同，所裝配的電機形式也不同。不同形式的電機其特點也不一樣。標準關(guān)于電動車用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(shù)代號，用二位阿拉伯數(shù)字表示

產(chǎn)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(chǎn)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(guān)磁阻電動機

YX：三相異步電動機

二、電機的分類

目前電動車上使用的電機普遍采用永磁直流電機。所謂永磁電機，是指電機線圈采用永磁體激磁，不采用線圈激磁的方式。這樣就省去了激磁線圈工作時消耗的電能，提高了電機機電轉(zhuǎn)換效率，這對使用車載有限能源的電動車來講，可以降低行駛電流，延長續(xù)行里程。后面我們講的各種電動車用電機均指永磁電機。

電動車用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結(jié)構(gòu)來分，一般分為“有齒”（電機轉(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）兩大類。

對無刷電機而言，根據(jù)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，**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電。由于無位置傳感器無刷電機不能實現(xiàn)零速度啟動，所以在2000年以后生產(chǎn)的電動車上用得較少。目前電動車行業(yè)內(nèi)使用的無刷電機，普遍采用有位置傳感器無刷電機。

旋轉(zhuǎn)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(jīng)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(chǎn)生向逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩。

電動自行車用無刷電機的磁鋼數(shù)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(zhuǎn)時就較平穩(wěn)，效率較高。當磁鋼旋轉(zhuǎn)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(jù)此信號控制著上3路與下3路功率管的導通與截止。

有刷電機、無刷電機的比較

我們可以這樣來理解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。

三、電機的機械結(jié)構(gòu)

有刷電機和無刷電機的通電原理不一樣，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不一樣。對輪轂式電機而言，電機力矩的輸出方式（是否經(jīng)過齒輪減速機構(gòu)減速）不一樣，其機械結(jié)構(gòu)也不一樣。

1、常見高速有刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由內(nèi)置高速有刷電機心、減速齒輪組、追趕離合器、輪轂端蓋等部件組成。高速有刷有齒輪轂式電機屬于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機。

2、常見低速有刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由炭刷、換相器、電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子電機。

3、常見高速無刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由內(nèi)置高速無刷電機心、行星摩擦滾子、**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(nèi)轉(zhuǎn)子電機。

4、常見低速無刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子電機。

四、電機的接線方法

由于換向方式不一樣，有刷電機和無刷電機不但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣，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(zhuǎn)，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(shù)角的簡稱，指無刷電機各線圈在一個通電周期里面線圈內(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°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(shù)量一般是12片、16片或18片,其對應的定子槽數(shù)是36槽、48槽或54槽。電機在靜止狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子磁鋼的磁力線有沿磁阻較小方向行走的特性，因此轉(zhuǎn)子磁鋼所停頓的位置恰好為定子槽凸較的位置。磁鋼不會停在定子槽心的位置，這樣轉(zhuǎn)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。因此無刷電機的較小磁拉力角就是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，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(zhuǎn)動電機，讓電機轉(zhuǎn)過一個較小磁拉力角度，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(xù)轉(zhuǎn)動6個較小磁拉力角度，則測量出的霍耳真值信號應該是：100、110、111、011、001、000。調(diào)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(xù)轉(zhuǎn)動6個較小磁拉力角度，測量出的霍耳真值信號應該是按照100、110、010、011、001、101的規(guī)律變化，這樣霍耳元件引線的通電相序就判斷出來了。

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**和控制器相應引線一一對應，否則電機不能正常轉(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)，一種反轉(zhuǎn)。

因為對于120°相角的無刷電機，通過調(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種接法電機正轉(zhuǎn)，另外3種接法電機反轉(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)整電機的轉(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。

本文章由布加迪電動車 整理匯編！


 


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