電動車電機(jī)種類和構(gòu)造

1、、電動車電機(jī)種類和構(gòu)造電動自行車車用電動機(jī)有兩大類，五個品種。兩大類是：有刷電機(jī)和無刷電機(jī)；五個品種是有刷電機(jī)有齒輪傳動和無齒輪傳動，無刷電機(jī)有傳感器、無傳感器和盤形電樞齒輪減速無刷電機(jī)。1 .輪轂式有齒輪傳動有刷直流電動機(jī)該電機(jī)一半是盤形電樞有刷電機(jī)，另一半是齒輪減速兼?zhèn)鲃酉到y(tǒng)（圖4-1）。盤形電樞是高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，構(gòu)造圖 4-1 b。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是通過軸傳遞 給第一級齒輪，經(jīng)齒輪減速帶動輪轂外動。再工后冷差度錮(bi圖4-1輪轂式有齒輪傳動有刷直流電動機(jī)構(gòu)造圖（a）磁鋼排列的方式（b）電機(jī)剖面圖有刷有齒輪轂電機(jī)的盤形電樞，是薄片形，體積很小，重量特輕，安裝 方便。繞組編制好以后，用樹脂加玻璃

2、纖維放進(jìn)模內(nèi)熱成型，以后在 5000r/min 的轉(zhuǎn)速下高速旋轉(zhuǎn)，實驗2min,偏轉(zhuǎn)、跳動和電樞的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)當(dāng)合格。電機(jī)在運(yùn)行中由于電刷和換向器摩擦，又有齒輪嚙合減速，因此有刷電 機(jī)的聲音比無刷電機(jī)聲音大。2 .輪轂式無齒輪傳動有刷直流電動機(jī) 為了適應(yīng)輪轂結(jié)構(gòu)，簡化電機(jī)，將有刷電動機(jī)設(shè)計成電樞放在外邊做轉(zhuǎn)子，磁鋼放在電機(jī)之內(nèi)做定子，多塊磁鋼配多個繞組，組成轉(zhuǎn)速為180r/min左右的低速電機(jī)。由圖4-2a中看到這種電機(jī)外轉(zhuǎn)子中尚未通過壓力整形的電樞繞組，在繞組之內(nèi)是平面環(huán)狀整齊排列的換向片。圖 4-2b是放在外轉(zhuǎn)子上的距離排列著10 塊磁鋼的定子，在中間的轂板上開有兩個孔，電刷的刷握就設(shè)在孔的

3、背側(cè)，電刷 帶著導(dǎo)線被彈簧從刷握中彈出。從圖中能看到定子的軸端套有一個螺母，避免在加工中損傷軸的螺紋，把電刷整理好裝入刷握中，將這一端送進(jìn)圖 4-2a的孔中，電刷就能夠夠接觸在 換向器平面上，借助彈簧的彈力，對換向器壓緊，而磁鋼正好進(jìn)入外轉(zhuǎn)子繞組中， 只留一個很小的環(huán)形氣隙。那個環(huán)形氣隙的直徑越大，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也越大。3 .無刷直流電動機(jī) 把無齒輪傳動的有刷直流電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子內(nèi)外對調(diào)，將繞組改成三個相做定子，磁鋼裝在電機(jī)外殼內(nèi)，取消電刷和換向器，在電樞繞組中間安裝三個霍耳傳感器，這就成為一臺無刷直流電動機(jī)。 它的外形與圖4-4相同。電樞內(nèi)定子 如圖4-5a所示，從圖中能夠看到繞組嵌入定子鐵心

4、后的形狀，三相繞組引線經(jīng) 壓板固定后，從軸的一端空心引出，從軸的兩頭部各銃出對應(yīng)的兩個平面，能夠裝入車的前*或后*的* 口內(nèi)，上緊螺母，在運(yùn)行時產(chǎn)生反力矩。對有傳感器的電 樞，3個霍耳傳感器按120。均勻安裝在繞組有引線一端切近外轉(zhuǎn)子磁鋼的地址。 每一個傳感器有3根引線，其中電源線和地線是共用的，歸并后變成5根總引線， 與繞組引線從軸孔中引出。圖4-3 輪轂電機(jī)外形圖4-4無刷電機(jī)繞組定子和外磁轉(zhuǎn)子及其磁鋼排列無刷直流電機(jī)的外轉(zhuǎn)子由720對或更多的n、s極相互交替的被鐵硼磁 鋼強(qiáng)度的磁場強(qiáng)度高，相對價錢也較低。被鐵硼磁鋼的居里點(diǎn)低，但外殼的散熱 條件好。相反，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子或內(nèi)磁定子那么采納居里溫度

5、較高的磁鋼如物鉆合金或 其他磁場強(qiáng)度知足要求的磁鋼，要求居里溫度應(yīng)不低于400 C o4 .無刷有齒輪減速電機(jī)和有刷盤形電樞有齒輪傳動電機(jī)結(jié)構(gòu)大體相同，它也有一個靈巧的盤形 電樞，乃至磁鋼排列也是一致的，本質(zhì)區(qū)別是它沒有換向器，有霍耳位置檢測裝 置。它們更大的區(qū)別在操縱器，有功率換向電路為電樞的每一個相提供電流，有 霍耳信號譯碼和編碼，以依照檢測到磁鋼n極位置，確信供電相位或方向。簡單 地講，它具有有刷有齒輪傳動電機(jī)的構(gòu)造，卻又有無刷電機(jī)的原理。二、電機(jī)的檢查和測量（一）預(yù)備工作電機(jī)檢查和測量需要的工具，依照自己的規(guī)模和修理能力而定。本文按 全面檢測車用電機(jī)要求介紹，不必然所有的維修站都依照介

6、紹來裝備。至于個人， 不管是業(yè)余修理仍是進(jìn)行研究，更得從自己久遠(yuǎn)打算和需要而定，請不要盲目設(shè) 置，與朋友互換利用是最經(jīng)濟(jì)合理的方法。1 .經(jīng)常使用工具第一應(yīng)當(dāng)預(yù)備一些經(jīng)常使用的、不可缺少的修理工具，拆卸電機(jī)還要預(yù)備鋁合金（或銅）扁鏟，拆解電機(jī)殼蓋，要用比電機(jī)外殼 材質(zhì)軟的工具，避免沖傷電機(jī)外殼。2 .拉軸器是拆卸軸或軸承的工具，又稱拉拔器。3 .儀器設(shè)備萬用表（50mf級）、50v電壓表、10a電流表、開口變壓器、轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)矩傳感器或電機(jī)檢測儀、可調(diào)電源箱等。4 .參考配置的儀器如繞組匝間耐壓測試儀，短路測試儀，線圈圈數(shù)測量儀，電樞檢測儀等。電機(jī)轉(zhuǎn)速是檢查電機(jī)時常常要把握的， 轉(zhuǎn)速儀有接觸 式

7、和非接觸式。接觸式轉(zhuǎn)速儀不適于輪轂電機(jī)測試， 應(yīng)利用非接觸式，有條件的 可購買一臺非接觸式高精度激光轉(zhuǎn)速表。（二）電機(jī)的測試項目車用直流電動機(jī)的測試項目要緊著重于性能方面， 性能檢測中發(fā)覺問題， 再進(jìn)一步測量和分析，如繞組、換向器、軸承，和轉(zhuǎn)子和電樞中心偏斜率、氣隙 等。有些項目是大型電機(jī)或是制造廠執(zhí)行的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，咱們在利用和修理中有的沒必要要，有的做不到。車用電機(jī)修理應(yīng)當(dāng)按實際需要， 依照自己的能力和 條件而定。力學(xué)和特性方面的檢測項目應(yīng)當(dāng)包括轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、效率、時刻常數(shù)、堵轉(zhuǎn)電流等。目前已經(jīng)有許多種檢測電機(jī)的儀器設(shè)備產(chǎn)品，而且技術(shù)相當(dāng)完善， 能夠完成從自動測量、計算、分析、得出結(jié)果，到打

8、印等全數(shù)工作。1 .電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量有接觸式和遙測式。接觸式的，如手持轉(zhuǎn)速表能夠用于柱式電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)數(shù)， 對軸的轉(zhuǎn)動中心進(jìn)行檢測；車用輪轂電機(jī)那么 可用遙測式轉(zhuǎn)速表測量。遙測的也確實是非接觸式的，有幾種能夠利用：(1)數(shù)字式轉(zhuǎn)速表：這種表的原理是將物體的轉(zhuǎn)速變成脈沖，測量脈沖 頻率，即取得轉(zhuǎn)速。這種轉(zhuǎn)速表有磁電式、電容式、霍耳元件式和光電式。經(jīng)常 使用的是光電轉(zhuǎn)速表，如dt2234a型，有56000r/min和100010000r/min兩種。 缺點(diǎn)是需要反光紙。反光紙是消費(fèi)品，需要改換。(2)較好的是頻閃式儀器：這種轉(zhuǎn)速儀用途普遍，操作簡單，體積小， 量程寬，精度高，用閃點(diǎn)測量可達(dá)15000

9、0r/min ,精度為1%不用接觸即可測量 物體轉(zhuǎn)速。2 .電機(jī)轉(zhuǎn)矩測量(1)輪轂電機(jī)檢測分析儀：如圖4-8所示，這是一臺功能相當(dāng)理想的電 機(jī)檢測設(shè)備，它可測定電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速何效率等項目。設(shè)備分兩部份：一是數(shù)據(jù) 測取部份一一轉(zhuǎn)矩傳感器；一是依照測得數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)果的部份一一電腦分 析儀，實際是安裝了專用軟件的電腦，它可用鍵盤操作設(shè)定要進(jìn)行測定和分析的 項目，也可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇窗口中的項目， 檢測結(jié)果顯示在屏幕上，也可打印出 來。圖4-8 電動自行車輪轂電機(jī)檢測分析儀(a)轉(zhuǎn)矩傳感器測試儀(b)電腦分析儀直流電動機(jī)檢測時還需測定功率、效率等，需要電源，想精準(zhǔn)地測量就得用標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)電源箱。整個測

10、試進(jìn)程如圖4-9所示。當(dāng)測試全進(jìn)程完成后，電 腦屏幕上可顯示各類分析數(shù)據(jù)和特性曲線，還可將結(jié)果打印出來。圖4-9電機(jī)檢測儀工作流程依照公式T=9.55P/n,可知轉(zhuǎn)矩T與功率P成正比，與轉(zhuǎn)速n成反比。 而P=U I,即功率P也與電壓U和電流I成正比，效率那么是在某區(qū)段是上升 的，超過某點(diǎn)那么效率下降。(2)渦流測功機(jī)：又叫渦流閘、渦流測矩器。適用于測定靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，對 小功率電機(jī)，加配一臺測力傳感器后也能測定動態(tài)轉(zhuǎn)矩。 其構(gòu)造如圖4-10所示圖4-10渦流測功儀兩視圖視圖4-10a中，1是同意電機(jī)轉(zhuǎn)矩的軸，1軸帶動圓鋼盤5在極靴10內(nèi) 轉(zhuǎn)動，10通過連接橫桿11與可偏轉(zhuǎn)的磁極2相連。從圖4-10b

11、中又看到，磁極 是兩組并相互垂直，每一個磁極兩頭各配有線圈， 對線圈通電可產(chǎn)生磁通，通過 四個橫桿11傳遞給四對極靴10,由于極靴存在磁通，圓盤在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生渦流， 并帶動極靴轉(zhuǎn)動必然的角度，極靴那么又帶動磁極和固定磁極的軸 9轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸 9的端部安裝有指針8和平穩(wěn)錘4,依照圓盤渦流的大小，指針和平穩(wěn)錘從靜止 位置隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，指示刻度盤3上的讀數(shù)值，這確實是測定的轉(zhuǎn)矩。其中的平穩(wěn) 錘、刻度和勵磁線圈的電流都是預(yù)先通過實驗確信的，并分幾個檔次的備件待用。這種轉(zhuǎn)矩測功機(jī)盡管結(jié)構(gòu)形式老些，精度不十分精準(zhǔn)，但結(jié)構(gòu)簡單，利 用方便，調(diào)劑滑膩，造價不高，專門適用。(3)新型電機(jī)檢測儀：新型檢測儀器一一測功儀

12、，已經(jīng)離開了原先的原 理，進(jìn)而采納更先進(jìn)、更簡單、更精準(zhǔn)、更快捷、更輕便的模式。先進(jìn)技術(shù)包括 轉(zhuǎn)矩變形軸貼片、變形圓盤貼片、磁粉、磁滯等技術(shù)。貼片要緊通過變形時貼片 電阻值發(fā)生轉(zhuǎn)變致使電流轉(zhuǎn)變，換算成各類有效數(shù)據(jù)達(dá)到測量成效。新型電機(jī)測功儀已經(jīng)微型化、集成電路化，利用微小的轉(zhuǎn)變信息，傳送 到測量電路，再送到電腦，經(jīng)預(yù)先編制的專用軟件分析綜合得出多項結(jié)果，通過打印機(jī)繪制曲線圖和報告。測試設(shè)備簡單而精準(zhǔn)，是過去老式設(shè)備所不能比的。老式設(shè)備也不能適應(yīng)現(xiàn)有車用電機(jī)的檢測要求。 最近幾年來，為適應(yīng)電動自行車 的進(jìn)展和輪轂電機(jī)大量生產(chǎn)，而為此開發(fā)的電子儀器愈來愈多，技術(shù)也愈來愈先 進(jìn)。電機(jī)檢測包括電機(jī)、電

13、機(jī)+操縱器、整車條件下電機(jī)的檢測、測定不同 條件電機(jī)工作性能等。因此，電機(jī)檢測設(shè)備不僅是電機(jī)生產(chǎn)、電動自行車裝車前、 裝車后對電機(jī)檢測，也是修理進(jìn)程不可或缺的設(shè)備。依照國標(biāo)GB1776P1999電動自行車通用技術(shù)條件，對車用電機(jī)檢測項目分 三種條件：a電動自行車電機(jī)空載性能：測定電壓、電流、轉(zhuǎn)速；b電動自行車惦念負(fù)載性能：測定電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩；c電動自行車惦念過載性能：測定電壓、電流、轉(zhuǎn)矩。電機(jī)檢測儀又稱電機(jī)測功機(jī)，新型測功儀分磁粉型和磁滯型兩種。兩 種類型的特點(diǎn)如下：a磁粉型：適合于低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩電機(jī)的檢測。缺點(diǎn)是內(nèi)部磁粉有摩擦、起始轉(zhuǎn) 矩較大。b磁滯型：適合于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩，乃至高達(dá)

14、10000r/min以上和低至毫牛米(mN n) 電機(jī)的檢測。缺點(diǎn)是體積大、價錢高、大轉(zhuǎn)矩下容易燒毀，必需有足夠完善的冷 卻方法，持續(xù)檢測受到限制。3、電機(jī)檢測項目的意義檢測項目與電機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性能有著緊密的關(guān)系，比如:轉(zhuǎn)矩：這是電機(jī)輸出數(shù)據(jù)中重要的項目電機(jī)工作主若是靠轉(zhuǎn)矩。 因此， 電機(jī)檢測數(shù)據(jù)中，轉(zhuǎn)矩列為重要項目。通過電機(jī)轉(zhuǎn)矩測量，可推算電機(jī)功率和其 他力學(xué)參數(shù)。轉(zhuǎn)矩是電動自行車在加速、上坡和迎風(fēng)運(yùn)行時最重要的動力和保證。時刻常數(shù)：是衡量電機(jī)通電后快速動作的重要指標(biāo)。通電后，在空載下轉(zhuǎn)速由0至空載額定轉(zhuǎn)速的0.632倍所需時刻。起動時刻：在設(shè)定條件下，電 機(jī)由靜止到空載轉(zhuǎn)速所需時刻。轉(zhuǎn)速：

15、電機(jī)轉(zhuǎn)速必需工作在設(shè)計的要求點(diǎn)周圍，對電動自行車來講， 還要求它的速度響應(yīng)快。效率和綜合效率：效率低的電機(jī)只消耗能量而不出力，超級不經(jīng)濟(jì)，是由于設(shè)計不合理或發(fā)生故障時顯現(xiàn)的不正常現(xiàn)象。 電動自行車電機(jī)效率應(yīng)當(dāng)和 操縱器一同測定綜合效率。測定綜合效率能夠在轉(zhuǎn)矩傳感器上，將電機(jī)接入操縱 器，在不同調(diào)速時期測定電機(jī)輸出功率， 同時在操縱器與電源間加檢測系統(tǒng)， 測 定同一時刻內(nèi)消耗的電能，然后計算出綜合效率。有刷電機(jī)系統(tǒng)的綜合效率應(yīng)不 低于75%無刷電機(jī)系統(tǒng)不低于85%堵轉(zhuǎn)：電機(jī)因超負(fù)荷而停轉(zhuǎn)，這時繞組沒有反電勢抗擊電流的增加， 使線圈溫度在適時刻內(nèi)迅速升高并可能燒毀。 這種情形下，電機(jī)的電流極限和溫

16、 升速度關(guān)系到電機(jī)的命運(yùn)。其他：磁場的測量，繞組的電感、噪聲、損耗（包括銅損、鐵損、機(jī) 械損耗、雜散損耗等）、動平穩(wěn)和靜平穩(wěn)等，對電機(jī)來講都是重要的指標(biāo)。磁鋼的場強(qiáng)是設(shè)計時確信的，一樣不許諾磁鋼退磁。不然，阻礙電機(jī)性能和壽命。磁鋼退磁會造成電機(jī)飛轉(zhuǎn)。繞組電感阻礙線圈電流的增加和消退，這 對在高頻率下工作的無刷電機(jī)超級重要。 噪聲是電動自行車整車指標(biāo)之一與其他 機(jī)動車相較，電動自行車的噪聲小得多。這些都應(yīng)當(dāng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。繞組是電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的重要部件，是電機(jī)設(shè)計三大要素之一。繞組 的設(shè)計和運(yùn)行中繞組狀態(tài)，阻礙著電機(jī)的性能。繞組容易發(fā)生的問題是：不絕緣、 線圈間短路、繞組之間短路、斷路等。

17、三、電動機(jī)的故障檢測與排除（一）有刷電機(jī)故障有刷電機(jī)故障要緊有不起動、運(yùn)轉(zhuǎn)失常、過快、過慢、怪聲、火花等。一、不起動緣故主若是斷路。分繞組斷路，繞組與換向器中斷路，電刷導(dǎo)線脫落，彈簧 失效，和電刷或換向器磨損等。繞組斷路：用萬用表或mA表測量換向器相對的兩個銅片時，與其他部 位電阻不同。找到有故障的換向片后，一個表筆先固定不動，另一個表筆左右移 動。假設(shè)指針讀數(shù)有轉(zhuǎn)變，可判定那個銅片所接的線圈斷開；假設(shè)不管如何移動， 阻值老是較大，那么可判定另一只表筆所接觸的換向片斷路。用mA表時，電源電壓不該超過3V,碰到斷路時，mAg讀數(shù)最小或沒有數(shù)值。線圈與換向器銅片開焊：運(yùn)行中與線圈斷路表現(xiàn)相同，但容易檢查， 用竹針撥動線圈端頭與銅片的焊點(diǎn)部件，開焊或虛焊處有活動跡象或當(dāng)即分離， 只要從頭焊接即可。假設(shè)是線圈斷路，而且在繞組內(nèi)部，不行解決。假設(shè)只有一 兩個斷點(diǎn)，能夠在換向片處給以短路連接；斷點(diǎn)較多，只有修換一個繞組，應(yīng)當(dāng) 衡量其經(jīng)濟(jì)性和合理性。少數(shù)線圈斷開：有時一兩個線圈斷