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      電機知識大全,你知道多少?

      2018-11-17

      電機知識大全,你知道多少?

          電動車電機根據其使用環境與使用頻率的不同,形式也不同。不同形式的電機其特點也不一樣。電動車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,延長續行里程。

      電動車電機按照電機的通電形式來分,可分為有刷電機無刷電機兩大類;

          按照電機總成的機械結構來分,一般分為“有齒”(電機轉速高,需要經過齒輪減速)和“無齒”(電機扭矩輸出不經過任何減速)兩大類。

          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。

      組成結構

      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。

      設備分類

          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。

      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。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。


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