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電動車無刷電機工作原理

2020-07-10

用于電動車的無刷電動輪轂,實際上由兩部分組成。

一是直接外轉子式的無刷電機系統,

二是可以實現電子換向的專用控制系統,無刷電機依據于現代IC技術和功率電子器件的發展而逐漸成熟。對于有電子技術經驗的制作者來說不難掌握。 

無刷直流電機由電機本體,位置傳感器及電子換向開關電路三個基本部分組成。其中位置傳感器的定子和電子換向開關電路相當于一個靜止的換向器,位置傳感器的轉子相當于旋轉著的電刷,它們組成一個沒有機械接觸的電子換向裝置。 

電機本體由幾對極的永磁鋼轉子和一個多相的電樞繞組定子組成。電樞繞組分別與相應的電子換向開關電路連接。為了保持電樞繞組電流與磁場極性相對關系不變,設有檢測轉子位置的傳感器,使電樞繞組能隨轉子位置變化依次通電。 

位置傳感器是一種無機械接觸的檢測轉子位置的裝置。由傳感器定子和轉子組成。分別裝在定子機殼內和主轉子軸上,它能提供信號,并按一定順序去觸發電子換向開關電路。 

常用的位置傳感器為磁敏轉換式。其傳感器定子為按一定次序配置的磁敏元件--霍爾元件,傳感器的轉子為永磁體。 

宿遷電動車電機

目前電動車上使用的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.后面我們講的各種電動車用電機均指永磁電機.

電動車電機按照電機的通電形式來分,可分為有刷電機和無刷電機兩大類;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.

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.目前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.

電動自行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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