一、電動車電機的工作原理
電動車電機是把電(dian)(dian)能(neng)轉(zhuan)換成機械能(neng)的一種設備。它是利用(yong)通電(dian)(dian)線圈(也(ye)就是定子(zi)繞組)產生旋轉(zhuan)磁場(chang)并作用(yong)于轉(zhuan)子(zi)鼠(shu)籠式式閉合鋁框形(xing)成磁電(dian)(dian)動力旋轉(zhuan)扭矩(ju)。
電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)車電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)按使(shi)用電(dian)(dian)源不同分(fen)為(wei)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)和交流(liu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji),電(dian)(dian)力(li)系統中(zhong)的電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)大部分(fen)是(shi)(shi)交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji),可以(yi)是(shi)(shi)同步電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)或者(zhe)是(shi)(shi)異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)定(ding)子(zi)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)轉(zhuan)(zhuan)速(su)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)不保持同步速(su))。電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)主(zhu)要由定(ding)子(zi)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)組成,通(tong)電(dian)(dian)導線在磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)受力(li)運動(dong)(dong)(dong)的方(fang)向跟電(dian)(dian)流(liu)方(fang)向和磁(ci)感線(磁(ci)場(chang)(chang)(chang)方(fang)向)方(fang)向有關。電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)工作(zuo)原理是(shi)(shi)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)對電(dian)(dian)流(liu)受力(li)的作(zuo)用,使(shi)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)。
二、電動車電機的組成結構
電動車電機普遍采用永磁直流電(dian)機(ji)。電(dian)動車電(dian)機(ji)按(an)照(zhao)電(dian)機(ji)的通電(dian)形(xing)式來(lai)分(fen),可分(fen)為有刷電(dian)機(ji)和(he)無(wu)(wu)刷電(dian)機(ji)兩大(da)類;按(an)照(zhao)電(dian)機(ji)總成的機(ji)械結構來(lai)分(fen),一般分(fen)為“有齒(chi)”(電(dian)機(ji)轉速(su)高,需要經過(guo)齒(chi)輪(lun)減速(su))和(he)“無(wu)(wu)齒(chi)”(電(dian)機(ji)扭矩輸出(chu)不經過(guo)任何減速(su))兩大(da)類。
1、永磁式直流電機
由(you)定子磁極、轉子、電刷(shua)、外殼等組成。
定子磁極采用(yong)永(yong)磁體(永(yong)久磁鋼),有鐵氧(yang)體、鋁鎳鈷、釹(nv)鐵硼等(deng)材料。按其結構形式(shi)可分為圓(yuan)筒型和瓦塊型等(deng)幾種(zhong)。
轉(zhuan)子一般采用(yong)硅鋼片疊(die)壓而成,漆包線(xian)繞(rao)在(zai)轉(zhuan)子鐵心的兩槽之間(三(san)槽即有三(san)個繞(rao)組),其各(ge)接(jie)頭分(fen)別焊在(zai)換向器(qi)的金(jin)屬(shu)片上(shang)。
電刷(shua)(shua)是連接電源與轉子繞組(zu)的導(dao)電部件,具備導(dao)電與耐磨(mo)兩種性(xing)能。永磁電機的電刷(shua)(shua)使用單性(xing)金屬片(pian)或(huo)金屬石墨電刷(shua)(shua)、電化石墨電刷(shua)(shua)。
2、無刷直流電機
由永(yong)磁體(ti)(ti)轉子(zi)(zi)、多極繞(rao)組定子(zi)(zi)、位置(zhi)傳(chuan)感器等組成。無刷直流電(dian)機(ji)的特點是無刷,采用(yong)半導體(ti)(ti)開關器件(jian)(jian)(如霍爾元(yuan)件(jian)(jian))來實現(xian)電(dian)子(zi)(zi)換向的,即(ji)用(yong)電(dian)子(zi)(zi)開關器件(jian)(jian)代替傳(chuan)統的接觸式(shi)換向器和電(dian)刷。它具有(you)可靠性高、無換向火花、機(ji)械(xie)噪聲低等優點。如圖1所示。
位置傳感(gan)(gan)器按(an)轉(zhuan)子(zi)位置的(de)(de)變(bian)化,沿(yan)著一(yi)定次序對定子(zi)繞組(zu)的(de)(de)電流(liu)(liu)(liu)進(jin)行換流(liu)(liu)(liu)(即檢(jian)測轉(zhuan)子(zi)磁極相對定子(zi)繞組(zu)的(de)(de)位置,并在確定的(de)(de)位置處產生位置傳感(gan)(gan)信號(hao),經信號(hao)轉(zhuan)換電路處理后去控制功率(lv)開(kai)關(guan)電路,按(an)一(yi)定的(de)(de)邏輯關(guan)系(xi)進(jin)行繞組(zu)電流(liu)(liu)(liu)切換)。
3、高速永磁無刷電機
由定子鐵心、磁(ci)鋼轉子、太陽輪、減速(su)離合器、輪轂外殼等(deng)組成(cheng)。
電機蓋子上(shang)面可以(yi)裝上(shang)霍爾傳感器,用(yong)以(yi)測速。
位置傳感器有(you)磁(ci)敏式(shi)、光電式(shi)和(he)電磁(ci)式(shi)三種類型(xing)。
采用(yong)磁敏(min)式(shi)位置傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)無(wu)刷直流電動(dong)機,其磁敏(min)傳感(gan)(gan)器(qi)件(jian)(例如霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)、磁敏(min)二極(ji)管、磁敏(min)詁極(ji)管、磁敏(min)電阻器(qi)或(huo)專用(yong)集(ji)成電路等(deng))裝在定子(zi)組件(jian)上,用(yong)來檢(jian)測永磁體、轉(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)時產生的(de)(de)磁場變化。電動(dong)汽車(che)多用(yong)的(de)(de)是霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)。
采(cai)用光(guang)(guang)電(dian)(dian)式位(wei)置(zhi)傳感器的(de)無刷直流(liu)電(dian)(dian)動機,在定(ding)子組件上按一(yi)定(ding)位(wei)置(zhi)配(pei)置(zhi)了光(guang)(guang)電(dian)(dian)傳感器件,轉(zhuan)子上裝有遮光(guang)(guang)板,光(guang)(guang)源為發光(guang)(guang)二極管(guan)或(huo)小燈泡。轉(zhuan)子旋轉(zhuan)時,由于遮光(guang)(guang)板的(de)作用,定(ding)子上的(de)光(guang)(guang)敏(min)元器件將(jiang)會按一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)間(jian)歇間(jian)生脈沖信號。
采用電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)式位置(zhi)(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的無(wu)刷直流電(dian)(dian)(dian)動機,是在定(ding)子(zi)組件(jian)上安裝有電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)部件(jian)(例(li)如耦合(he)變壓器(qi)、接近開關(guan)、LC諧振電(dian)(dian)(dian)路等),當永磁(ci)(ci)體轉子(zi)位置(zhi)(zhi)發生變化(hua)(hua)時,電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)效應將使電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)產生高頻調制信號(其幅(fu)值隨轉子(zi)位置(zhi)(zhi)而(er)變化(hua)(hua))。
定子繞組的工作電(dian)壓由位置傳感器(qi)輸出控制的電(dian)子開關電(dian)路提(ti)供。