電動車維修技術(shù)經(jīng)典手冊(編輯修改稿)
2024-11-30 09:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的技術(shù)上含量較高，但生產(chǎn)上并不難，其成本相對較低，只要注意控制其加工質(zhì)量，把好各個(gè)生產(chǎn)關(guān)口，這類電機(jī)的批量生產(chǎn)成本會較低，效益 (利潤 )會很大。 輪轂式無刷直流電機(jī) 輪轂式無刷直流電機(jī)與上類似，也有上述之特點(diǎn)。由于采用無刷控制技術(shù)，因而可省去減速齒輪箱，使電機(jī)結(jié)構(gòu)簡化。應(yīng)該說，本類電機(jī)是電動自行車中結(jié)構(gòu)上最簡單的電機(jī)，其運(yùn) 行性能及控制方式也十分良好及靈活。該類電機(jī)制造成本不高，只要電機(jī)設(shè)計(jì)合理，性能優(yōu)良，其組織批量生產(chǎn)將很容易，各工序均可形成流水線生產(chǎn)，這樣就降低了成本。 中置式電機(jī) 凡將驅(qū)動電機(jī)裝在自行車腳踏處的這種安裝方式，其所采用的電機(jī)統(tǒng)稱為中置式電機(jī)。這類電機(jī)是通過鏈輪鏈條傳遞動力至后輪。 普通無刷直流電機(jī) 這類電機(jī)即為通常使用的內(nèi)轉(zhuǎn)子式無刷直流電機(jī)，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，已有相當(dāng)成熟的加工手段，電機(jī)成本較低。由于采用無刷控制，因此電機(jī)性能優(yōu)異。 普通永磁直流電機(jī) 這類電機(jī)是最普通的永 磁直流電機(jī)，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，可靠，生產(chǎn)加工成熟。定子可采用早期的鐵氧體永磁材料，也可采用當(dāng)今高性能稀土永磁材料釹鐵硼。采用鐵氧體磁鋼電機(jī)性能要差一些，但電機(jī)成本低一些；而采用釹鐵硼磁鋼電機(jī)性能將十分好，比如轉(zhuǎn)速低、效率較高、換向性能好等。 4 結(jié) 語 電動自行車離不開電機(jī)。電動自行車的發(fā)展也離不開電機(jī)的發(fā)展。由于電動自行車是一種家用電器產(chǎn)品，一方面，作為生產(chǎn)廠家，希望批量生產(chǎn)，只有批量上去了，效益才能產(chǎn)生。另一方面，作為使用者，要求電動自行車性能穩(wěn)定、可靠，使用壽命長，維護(hù)簡單，不經(jīng)常出現(xiàn)故障 ，價(jià)格低。因此，要求生產(chǎn)廠家提高電動自行車電機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量，提高性能，降低成本。可見，選擇一種合適的電機(jī)作為電動自行車驅(qū)動電機(jī)就顯得尤為重要。經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐及了解到有關(guān)生產(chǎn)廠家的情況，認(rèn)為印制繞組直流電機(jī)和外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)為電動自行車首選電機(jī)。 無刷直流電動機(jī)因其無電刷和機(jī)械換向器，不需要減速裝置，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電動自行車中，本文著重分析了無刷直流電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)、控制技術(shù)，以及在電動自行車中的應(yīng)用特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：無刷直流電動機(jī)；原理及結(jié)構(gòu)；控制技術(shù) 隨著我國改革開放的深入和 社會生產(chǎn)力的發(fā)展，人們生活節(jié)奏的加快，活動范圍的不斷擴(kuò)大，人們希望獲得一種輕便快捷、簡單安全的交通工具。前幾年，人們選擇了燃油助動車，但由于燃油助動車采用小容量二沖程汽油發(fā)動機(jī)為動力，其廢氣排放濃度是一般轎車的 35 倍，其污染問題引起了社會各界和主管部門的高度重視。在上海、蘇州等大中城市，于 1996 年便開始禁止燃油助動車上牌照。而電動自行車因?yàn)檩p便、快捷，適應(yīng)了現(xiàn)代人追求環(huán)保、效率、安全的需要，所以受到了廣大消費(fèi)者的普遍歡迎，得以再 度興起。 1998 年我國電動自行車的年產(chǎn)量約 6 萬輛， 1999 年產(chǎn)量翻番，達(dá) 13 萬輛，主要生產(chǎn)集中在華東地區(qū)。進(jìn)入 2020 年以來，不少地區(qū)的銷售情況也十分喜人，市場前景廣闊。電動自行車并不是簡單地在自行車上加上電池和電動機(jī)，而是包括電池、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電機(jī)四大塊，并且采用了很多的新技術(shù)和新材料。單從其驅(qū)動裝置 —— 電機(jī)來看就有很高的技術(shù)含量。電動自行車的電機(jī)經(jīng)過十多年的發(fā)展，曾經(jīng)有變頻電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、有刷直流電機(jī)、無刷電機(jī)等多種驅(qū)動方案。經(jīng)過市場驗(yàn)證，目前較為成熟的有兩大類：一類是帶減速齒輪的有刷電機(jī)， 有盤式結(jié)構(gòu)和圓柱結(jié)構(gòu)兩種；另一類是不帶減速齒輪的直接驅(qū)動的無刷直流電機(jī)。 1 工作原理與結(jié)構(gòu) 工作原理一般所說的直流電動機(jī)是指具有換向器和電刷的直流電動機(jī)。在這種電動機(jī)中定子側(cè)安裝固定主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子側(cè)安放電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流與主磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載。然而由于電刷和換向器的存在，結(jié)果產(chǎn)生了一系列致命的弱點(diǎn)： a、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，故障多，需要維護(hù)，維護(hù)又困難，壽命短。 b、換向火花形成電磁干擾。無刷直流電動機(jī)就是在保留有刷直流 電動機(jī)的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，為去除電刷和換向器而研究開發(fā)的。由于無刷直流電動機(jī)沒有電刷和換向器，它的繞組里電流的通、斷是通過電子換向電路及功率放大器實(shí)現(xiàn)的。要在電動機(jī)中產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，就應(yīng)使電樞電流隨磁場位置的變化而變化。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就需要確認(rèn)磁極與繞組之間的相對位置信息。一般采用位置傳感器來完成，由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后去驅(qū)動功率器件，控制相應(yīng)繞組電流的通、斷。與有刷直流電動機(jī)不同，無刷直流電動機(jī)的永久磁鋼磁極安放在轉(zhuǎn)子上，而電樞繞組安裝在定子上。位置傳感器也有相應(yīng)的兩部 分，轉(zhuǎn)動部分和電動機(jī)本體中轉(zhuǎn)子同軸連接（轉(zhuǎn)動部分通常由電機(jī)轉(zhuǎn)子代替），固定部分與定子相連。 。如圖 1 所示，在電動機(jī)裝配過程中，首先調(diào)整好位置傳感器的三個(gè)信號元件（ a、b、 c）與電機(jī)定子三相繞組（ AX， BY， CZ）之間的相對位置，使得轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)到定子某相繞組下時(shí)，該相繞組才導(dǎo)通，以保證轉(zhuǎn)子磁極下的繞組導(dǎo)體電流方向始終保持一致。圖 1 中，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子 N 極位于 A（ a）處，則傳感器 a 元件感應(yīng)出信號，使功率晶體管 V1 導(dǎo)通， A 相繞組中便有電流通過，設(shè)其方向?yàn)?A（流入）、 X（流出），便產(chǎn)生水平向左的定子磁場，與向上的轉(zhuǎn)子 磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng) N 極旋轉(zhuǎn)至 B（ b）處， b 元件輸出信號使晶體管 V2 導(dǎo)通而其余關(guān)斷， B 相繞組通過電流，同樣產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，當(dāng)磁極旋轉(zhuǎn)至 C（ c）處，其動作過程與前兩處相同。如此反復(fù)循環(huán)，電動機(jī)即可旋轉(zhuǎn)起來。由
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