电动车维修技术经典手册

电动车维修技术经典手册内容摘要：

的技术上含量较高，但生产上并不难，其成本相对较低，只要注意控制其加工质量，把好各个生产关口，这类电机的批量生产成本会较低，效益 (利润 )会很大。 轮毂式无刷直流电机 轮毂式无刷直流电机与上类似，也有上述之特点。 由于采用无刷控制技术，因而可省去减速齿轮箱，使电机结构简化。 应该说，本类电机是电动自行车中结构上最简单的电机，其运 行性能及控制方式也十分良好及灵活。 该类电机制造成本不高，只要电机设计合理，性能优良，其组织批量生产将很容易，各工序均可形成流水线生产，这样就降低了成本。 中置式电机 凡将驱动电机装在自行车脚踏处的这种安装方式，其所采用的电机统称为中置式电机。 这类电机是通过链轮链条传递动力至后轮。 普通无刷直流电机 这类电机即为通常使用的内转子式无刷直流电机，电机结构简单，已有相当成熟的加工手段，电机成本较低。 由于采用无刷控制，因此电机性能优异。 普通永磁直流电机 这类电机是最普通的永 磁直流电机，电机结构简单，工作稳定，可靠，生产加工成熟。 定子可采用早期的铁氧体永磁材料，也可采用当今高性能稀土永磁材料钕铁硼。 采用铁氧体磁钢电机性能要差一些，但电机成本低一些；而采用钕铁硼磁钢电机性能将十分好，比如转速低、效率较高、换向性能好等。 4 结 语 电动自行车离不开电机。 电动自行车的发展也离不开电机的发展。 由于电动自行车是一种家用电器产品，一方面，作为生产厂家，希望批量生产，只有批量上去了，效益才能产生。 另一方面，作为使用者，要求电动自行车性能稳定、可靠，使用寿命长，维护简单，不经常出现故障 ，价格低。 因此，要求生产厂家提高电动自行车电机的产品质量，提高性能，降低成本。 可见，选择一种合适的电机作为电动自行车驱动电机就显得尤为重要。 经过多年生产实践及了解到有关生产厂家的情况，认为印制绕组直流电机和外转子无刷直流电机为电动自行车首选电机。 无刷直流电动机因其无电刷和机械换向器，不需要减速装置，噪声低等优点，被广泛应用于电动自行车中，本文着重分析了无刷直流电动机的工作原理及结构、控制技术，以及在电动自行车中的应用特点。 关键词：无刷直流电动机；原理及结构；控制技术 随着我国改革开放的深入和 社会生产力的发展，人们生活节奏的加快，活动范围的不断扩大，人们希望获得一种轻便快捷、简单安全的交通工具。 前几年，人们选择了燃油助动车，但由于燃油助动车采用小容量二冲程汽油发动机为动力，其废气排放浓度是一般轿车的 35 倍，其污染问题引起了社会各界和主管部门的高度重视。 在上海、苏州等大中城市，于 1996 年便开始禁止燃油助动车上牌照。 而电动自行车因为轻便、快捷，适应了现代人追求环保、效率、安全的需要，所以受到了广大消费者的普遍欢迎，得以再 度兴起。 1998 年我国电动自行车的年产量约 6 万辆， 1999 年产量翻番，达 13 万辆，主要生产集中在华东地区。 进入 2020 年以来，不少地区的销售情况也十分喜人，市场前景广阔。 电动自行车并不是简单地在自行车上加上电池和电动机，而是包括电池、控制系统、传动系统、电机四大块，并且采用了很多的新技术和新材料。 单从其驱动装置 —— 电机来看就有很高的技术含量。 电动自行车的电机经过十多年的发展，曾经有变频电机、开关磁阻电机、有刷直流电机、无刷电机等多种驱动方案。 经过市场验证，目前较为成熟的有两大类：一类是带减速齿轮的有刷电机， 有盘式结构和圆柱结构两种；另一类是不带减速齿轮的直接驱动的无刷直流电机。 1 工作原理与结构 工作原理一般所说的直流电动机是指具有换向器和电刷的直流电动机。 在这种电动机中定子侧安装固定主磁极和电刷，转子侧安放电枢绕组和换向器。 直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流与主磁场相互作用产生转矩，带动负载。 然而由于电刷和换向器的存在，结果产生了一系列致命的弱点： a、结构复杂，可靠性差，故障多，需要维护，维护又困难，寿命短。 b、换向火花形成电磁干扰。 无刷直流电动机就是在保留有刷直流 电动机的优良性能的基础上，为去除电刷和换向器而研究开发的。 由于无刷直流电动机没有电刷和换向器，它的绕组里电流的通、断是通过电子换向电路及功率放大器实现的。 要在电动机中产生恒定方向的电磁转矩，就应使电枢电流随磁场位置的变化而变化。 为实现这一点，就需要确认磁极与绕组之间的相对位置信息。 一般采用位置传感器来完成，由位置传感器将转子磁极的位置信号转换成电信号，然后去驱动功率器件，控制相应绕组电流的通、断。 与有刷直流电动机不同，无刷直流电动机的永久磁钢磁极安放在转子上，而电枢绕组安装在定子上。 位置传感器也有相应的两部 分，转动部分和电动机本体中转子同轴连接（转动部分通常由电机转子代替），固定部分与定子相连。 如图 1 所示，在电动机装配过程中，首先调整好位置传感器的三个信号元件（ a、b、 c）与电机定子三相绕组（ AX， BY， CZ）之间的相对位置，使得转子磁场转到定子某相绕组下时，该相绕组才导通，以保证转子磁极下的绕组导体电流方向始终保持一致。 图 1 中，当电动机转子 N 极位于 A（ a）处，则传感器 a 元件感应出信号，使功率晶体管 V1 导通， A 相绕组中便有电流通过，设其方向为 A（流入）、 X（流出），便产生水平向左的定子磁场，与向上的转子 磁场相互作用而产生电磁转矩，驱动转子逆时针旋转；当 N 极旋转至 B（ b）处， b 元件输出信号使晶体管 V2 导通而其余关断， B 相绕组通过电流，同样产生逆时针方向的电磁转矩，当磁极旋转至 C（ c）处，其动作过程与前两处相同。 如此反复循环，电动机即可旋转起来。 由。