直流電機(jī)在電動自行車上應(yīng)用

杜玉香

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510925）

電動自行車的主要是由：“電機(jī)”、“蓄電池”、“充電器”以及于“控制器”四個電氣的主要部件和車體等主要部件構(gòu)成，這里面電機(jī)、控制器兩項是電動自行車其中最最重要的配件，這兩項性能的優(yōu)劣情況，在基本上決定電動自行車的性能和檔次。電動車設(shè)備使用中所使用的電機(jī)大多數(shù)是：稀土永磁的電機(jī)，這是可以化分為有刷直流電機(jī)與無刷直流電機(jī)的。

1 有刷直流電機(jī)

1.1 有刷直流電機(jī)設(shè)置的主要布局

有刷盤式當(dāng)中的繞組電機(jī)，這是以稀土粘結(jié)在一缸體上面而制成，漆包銅線繞成的盤式繞組置，設(shè)置于缸體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的，所以這就構(gòu)成了“轉(zhuǎn)子”。刷印制繞組電機(jī)以印制銅箔板作為繞組，電機(jī)重量減輕，電機(jī)的平均壽命能夠提高到3000每小時。有著刷限制繞組電機(jī)將繞制好的銅線限制成的一種新式的繞組。

1.2 有刷直流電機(jī)中的主要的特色

有刷電機(jī)的定子是起到了固定的主要作用，這其中磁極、電刷、轉(zhuǎn)子等在于設(shè)備之上是是有著電樞繞組、換向器等等?！爸绷麟娫础边@其中的電能是經(jīng)過了電刷、換向器這兩種設(shè)備所組成，在進(jìn)入到電樞繞組當(dāng)中的時候，設(shè)備所產(chǎn)生出來的電樞而發(fā)出的電流問題，電樞電流的發(fā)作磁場和主要磁場彼此之間的效果發(fā)作電磁轉(zhuǎn)矩主要問題，這使電機(jī)旋轉(zhuǎn)股動的時候而進(jìn)行負(fù)載問題。因為電刷以及于換向器的之間所存在的重要問題，有刷電機(jī)的規(guī)劃也是比較凌亂的，而且壽命也比較短，可靠性差，保護(hù)的工作量比較大，缺點(diǎn)也比較多，換向火花比較容易發(fā)作電磁攪擾性。

1.3 有刷直流電機(jī)重要的工作原理

有刷直流電機(jī)的固定設(shè)備主要是分為是：“磁鐵”，這做為主要的磁極問題固定：“電刷”。滾動問題有“環(huán)形鐵芯”與“繞在于環(huán)形”鐵芯上面的繞組。以兩極有刷直流電機(jī)為例論說其工作原理，有刷直流電機(jī)的定子上放置一對主磁極N、S，在于轉(zhuǎn)子的上面裝設(shè)有著電樞鐵芯。定子和轉(zhuǎn)子之間是有著一個氣隙的。在于電樞鐵芯的上面放置兩根導(dǎo)體所連成的電樞的線圈，這個線圈的前端以及于尾端等，都連接到了兩個圓弧形形狀的銅片的上面，在于這個位置的銅片叫做：“換向片”?！皳Q向片”彼此都是具有著絕緣性能的，是由于換向片所構(gòu)成的整體性的，所以這就稱為：換向器。換向器是固定于轉(zhuǎn)軸的上面的，換向片與轉(zhuǎn)軸兩者也是彼此絕緣性。在于換向片的上面位置都放置了一對有著固定作用的不動的電刷，在于電樞進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時候，電樞線圈是經(jīng)過于換向片以及于電刷與著外電路進(jìn)行接通性。

2.無刷電機(jī)和有刷電機(jī)性能比較

無刷電機(jī)和有刷電機(jī)的主要差異即是是否帶電刷，無刷電機(jī)以及于有刷電機(jī)之間的對比是比較有優(yōu)勢的：在于功率、轉(zhuǎn)速以及于運(yùn)用平等的前提之下，效率更高，功率密度更高，體積也更小，重量也比較輕；無刷電機(jī)用于電子換向所代替了有刷電機(jī)的機(jī)械換向問題，所以壽命更加長一些，也免保護(hù)，而且下降了噪聲問題，增加了機(jī)器本身的可靠性；電機(jī)布局、技術(shù)更加簡略，在性能指標(biāo)一致的情況之下，電機(jī)機(jī)子成本比要比有刷電機(jī)要低一些。有些無刷電機(jī)發(fā)動加快是不如有刷電機(jī)平穩(wěn)的，但時刻較短，不影響騎行，在全速運(yùn)行時，則很平穩(wěn)。

3 無刷直流電機(jī)

3.1 無刷直流電機(jī)特色

無刷電機(jī)設(shè)計必須要包含有傳感器，很多電動車由于安裝和設(shè)計的限制，把傳感器安裝在熱源區(qū)域，傳感器受熱源的影響會產(chǎn)生性能的誤差，從而導(dǎo)致其發(fā)出錯誤的信號，從而影響電動車的使用。控制器復(fù)雜，維修技術(shù)水平要求較高。

3.2 無刷直流電機(jī)規(guī)劃主要構(gòu)成

無刷直流電機(jī)是由電動機(jī)主體以及于驅(qū)動器所構(gòu)成的，這是一類典型的機(jī)電一體化的重要產(chǎn)品。直流無刷驅(qū)動器主要是包括于電源部以及于控制部的，如圖1：所示：電源部供給三相電源給予電機(jī)，控制部是需求變換輸入了電源的相關(guān)頻率。因為無刷直流電動機(jī)是以自控式而進(jìn)行工作的，這樣就不會像變頻調(diào)速下重載所發(fā)起的同步的。電機(jī)在轉(zhuǎn)子上另外加發(fā)起繞組的，這樣也不會在負(fù)載發(fā)生突變的時候而進(jìn)行發(fā)作振蕩以及于失步的。中小容量的無刷直流電動機(jī)的永磁體問題，現(xiàn)在多選用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）重要資料。

3.3 無刷直流電機(jī)作業(yè)的重要原理

無刷直流電動機(jī)是選用了電子換向的重要設(shè)備，是主要替代了傳統(tǒng)的機(jī)械換向的重要設(shè)備，也保留了直流電動機(jī)所表現(xiàn)出來的杰出的調(diào)速和發(fā)動特性的，比較傳統(tǒng)型的直流電動機(jī)電樞是旋轉(zhuǎn)的，磁極是進(jìn)行停止的，但是無刷直流電動機(jī)是于此相反的，磁極也是旋轉(zhuǎn)的，電樞也是停止的，電樞繞組的電流換向了可以借助于方位傳感器以及于電子開關(guān)電路來進(jìn)行完結(jié)的，使用電機(jī)無刷。無刷直流電動機(jī)分為：方位傳感器、電動機(jī)、和電子開關(guān)等三項所構(gòu)成。電動機(jī)的本身由電樞繞組定子和必定極對數(shù)的永磁體，轉(zhuǎn)子構(gòu)成。動作原理是，由轉(zhuǎn)子方位傳感器宣布信號操控電子開關(guān)線路的功率開關(guān)管的導(dǎo)通而進(jìn)行截止，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通暢的時候，要相應(yīng)的定子繞組當(dāng)中，這就有電流通過并且發(fā)生了磁場，這個磁場和永磁轉(zhuǎn)子磁極是相互的效果，這樣便發(fā)生了力矩，使得電動機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時候，因為方位傳感器轉(zhuǎn)子和電動機(jī)同軸進(jìn)行相連，因而轉(zhuǎn)子也會跟著滾動并且順次地向功率開關(guān)管宣布信號，操控作業(yè)導(dǎo)通和截止，再電樞繞組當(dāng)中的電流伴隨著轉(zhuǎn)子方位的改變順次第換向，使得電樞磁場進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子就要連續(xù)不斷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

結(jié)語

隨著電子技術(shù)，新興電力電子器件和高性能永磁材料技術(shù)和工藝的發(fā)展，已將直流電機(jī)的勵磁部分用永磁材料替代，產(chǎn)生了永磁無刷直流電機(jī)。電機(jī)內(nèi)部的電磁作用原理與直流電機(jī)相同。由于不通過碳刷及換向器進(jìn)行換向也就沒有了傳統(tǒng)的直流電機(jī)換向的困難。所以無刷直流電機(jī)的過載能力高，高速性能好。永磁無刷直流電機(jī)體積小，結(jié)構(gòu)比較簡單，效率更高，無轉(zhuǎn)子損耗，在于中，小功率范圍之內(nèi)得到了比交廣泛的應(yīng)用。綜合以上分析，從結(jié)構(gòu)、性能、經(jīng)濟(jì)性、維修性等方面來分析，永磁無刷直流電機(jī)，尤其是無方位傳感器的無刷電機(jī)，合作智能控制器等，都是電動自行車電機(jī)的主要的發(fā)展方向。

[1]張琛.直流無刷電動機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

[2]王季秩，等.電機(jī)實用技術(shù)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1997.