是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電動(dòng)機(jī)也稱(俗稱馬達(dá)),在電路中用字母“M”(舊標(biāo)準(zhǔn)用“D”)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,作為用電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。
中文名電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)定????律電磁感應(yīng)定律實(shí)????現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞類????型電磁裝置
目錄
- 1?產(chǎn)品分類
- 2?性能要求
- 3?研發(fā)歷史
- 4?市場(chǎng)情況
- 5?工作原理
- 6?維護(hù)保養(yǎng)
- 7?故障排除
- 8?發(fā)展前景
產(chǎn)品分類
編輯電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)可分為交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、交/直流兩用電動(dòng)機(jī)、控制電動(dòng)機(jī)(包括步進(jìn)、測(cè)速、伺服、自整角等)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)及信號(hào)電動(dòng)機(jī)等多種。適用于電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)汽車電機(jī)
(將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī))和交流電動(dòng)機(jī)(將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī))兩大類。目前在電動(dòng)汽車上已應(yīng)用的和有應(yīng)用前景的有直流電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)(異步)電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。性能要求
編輯汽車行駛的特點(diǎn)是頻繁地啟動(dòng)、加速、減速、停車等。在低速或爬坡時(shí)需要高轉(zhuǎn)矩,在高速行駛時(shí)需要低轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿足汽車從零到最大行駛速度的要求,即要求電動(dòng)機(jī)具有高的比功率和功率密度。電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足的主要要求可歸納為如下10個(gè)方面:
電動(dòng)汽車電機(jī)
(1) 高電壓。在允許的范圍內(nèi),盡可能采用高電壓,可以減小電動(dòng)機(jī)的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸,特別是可以降低逆變器的成本。工作電壓由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不變的條件下,最高功率由33 kW提高到50 kW,最大轉(zhuǎn)矩由350 N"m提高到400ON"m??梢?jiàn),應(yīng)用高電壓系統(tǒng)對(duì)汽車動(dòng)力性能的提高極為有利。
(2)轉(zhuǎn)速高。電動(dòng)汽車所采用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8 000一12 000 r/min,高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的體積較小,質(zhì)量較輕,有利于降低裝車的裝備質(zhì)量。
(3)質(zhì)量輕,體積小。電動(dòng)機(jī)可通過(guò)采用鋁合金外殼等途徑降低電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量,各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)要求有高的比功率(電動(dòng)機(jī)單位質(zhì)量的輸出功率)和在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率,以實(shí)現(xiàn)降低車重,延長(zhǎng)續(xù)駛里程;而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通常對(duì)比功率、效率及成本進(jìn)行綜合考慮,在額定工作點(diǎn)附近對(duì)效率進(jìn)行優(yōu)化。
(4)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能,以滿足啟動(dòng)、加速、行駛、減速、制動(dòng)等所需的功率與轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)速功能,以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度,提高駕駛的舒適性,并且能夠達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車加速踏板同樣的控制響應(yīng)。
(5)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)需要有4一5倍的過(guò)載,以滿足短時(shí)加速行駛與最大爬坡度的要求,而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求有2倍的過(guò)載就可以了。
(6)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)性能,以滿足多部電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行,而工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求滿足某一種特定的性能。
(7)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高效率、低損耗,并在車輛減速時(shí),可進(jìn)行制動(dòng)能量回收。
(8)電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。電動(dòng)汽車的各種動(dòng)力電池組和電動(dòng)機(jī)的工作電壓可以達(dá)到300 V以上,因此必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全。
(9)能夠在惡劣條件下可靠工作。電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性,并在運(yùn)行時(shí)噪聲低,能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作。
(10)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.適合大批量生產(chǎn),使用維修方便.價(jià)格便宜等。
研發(fā)歷史
編輯1949年全國(guó)總裝機(jī)184.83萬(wàn)千瓦,全國(guó)僅有為數(shù)不多的電機(jī)修理廠;1958年上海電機(jī)廠造出世界上第一臺(tái)雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)(汪耕院士,汪槱生院士);1999年中科院電工所(顧國(guó)彪院士1958年開(kāi)始研究)東方電機(jī)廠(饒芳權(quán)院士)合作用蒸發(fā)冷卻改裝成功李家峽400MW 水輪發(fā)電機(jī)的4 號(hào)發(fā)電機(jī);2003年已達(dá)3.9億千瓦,為1949年的211倍,形成了以上海,哈爾濱及四川東方三大發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)為骨干的制造企業(yè)群.但人均裝機(jī)容量不到0.3千瓦,我國(guó)年人均用電量?jī)H相當(dāng)于世界水平的1/3 .
市場(chǎng)情況
編輯我國(guó)中小型電機(jī)有一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)有300多家,生產(chǎn)的電機(jī)產(chǎn)品有300多個(gè)系列.近l 500個(gè)品種。1997年我國(guó)中小型電機(jī)產(chǎn)量約為25 288MW,1998年約為42 505MW,1999年約為42 O00MW。電動(dòng)機(jī)出口量約l為7 O00MW??梢钥闯?998年較1997年電機(jī)產(chǎn)量有較大的提高,到I999年電機(jī)產(chǎn)量略有下降,企業(yè)負(fù)債持續(xù)攀升.效益不斷下滑,行業(yè)整體形勢(shì)有所下降。但隨著改革開(kāi)放的深人,國(guó)家宏現(xiàn)政策的調(diào)整以及市場(chǎng)需求的推動(dòng),我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品由勞動(dòng)密集型、資源密集型向高附加值和高技術(shù)含量的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移,出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也逐步趨向于市場(chǎng)化和臺(tái)理化。
我國(guó)300多個(gè)中、小型電機(jī)企業(yè)大多集中在沿海地區(qū)西部地區(qū)的企業(yè)寥寥無(wú)幾,在國(guó)家開(kāi)發(fā)西部的大好機(jī)遇里對(duì)電機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)發(fā)展的機(jī)會(huì)。另外我國(guó)加入WTO后可將國(guó)內(nèi)一部分富裕的電機(jī)生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)移到國(guó)外擊,也是發(fā)展的一條出路。在國(guó)際市場(chǎng)上, 電機(jī)是機(jī)電產(chǎn)品的重要組成部分之一,每年的貿(mào)易額約35億美元 中、小型電機(jī)行業(yè)單機(jī)出口產(chǎn)品主要為交流電動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)。
目前我國(guó)常年為出口生產(chǎn)的廠家達(dá)40家左右,出口的地區(qū)及國(guó)家達(dá)60多個(gè),主要分布情況是東南亞最多,其次是歐洲及美國(guó)、日奉、加拿大等國(guó)。據(jù)中、小 電機(jī)行業(yè)近80個(gè)企業(yè)調(diào)查.產(chǎn)品出口產(chǎn)量為1996年3 917.4MW,1 9 9 7年4 6 3 8MW 、1 9 9 8年4456MW。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì):中、小型電機(jī)出口量為1996年3 768MW 、1997年4 532~1W、1998年6 721MW 和1999年7 O00MW。中.小型電機(jī)出門產(chǎn)量占當(dāng)午辛年產(chǎn)量的10%左右,大約創(chuàng)匯分別為1.I4億美元、1.56億美元、1.85億美元和2.2億美元。約占世界貿(mào)易額的3%~5%,份額很小。由此可以看到中、小型電機(jī)的發(fā)展還是有很大發(fā)展空間的。
電動(dòng)汽車電機(jī)
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)電機(jī)耗電占全國(guó)耗電量的60%以上,其中小型三相異步電機(jī)耗電約占35%,所以在我國(guó)開(kāi)發(fā)推廣高效電機(jī)是提高能源利用率的重要措施之一,也符合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)目前已具備了生產(chǎn)高效電機(jī)的技術(shù)條件,但由于市場(chǎng)條件不夠成熟,產(chǎn)量和市場(chǎng)容量都較小。1999年高效電機(jī)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率僅2%,2000年為4.7%;2001年也只有6.5%,其中70%以上為出口。
工作原理
編輯1、什么叫電機(jī)?
答:電機(jī)是將電池電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車車輪旋轉(zhuǎn)的部件。
2、什么是定子?
答:有刷或無(wú)刷電機(jī)工作時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。輪轂式有刷或無(wú)刷無(wú)齒電機(jī)的電機(jī)軸叫定子,此種電機(jī)可以叫內(nèi)定子電機(jī)。
3、什么是轉(zhuǎn)子?
答:有刷或無(wú)刷電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。輪轂式有刷或無(wú)刷無(wú)齒電機(jī)的外殼叫轉(zhuǎn)子,此種電機(jī)可以叫外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
4、什么叫碳刷?
答:有刷電機(jī)里面頂在換相器表面,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,將電能通過(guò)換相器輸送給線圈,由于其主要成分是碳,稱為碳刷,它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換,并清理積碳。
5、什么是刷握?
答:在有刷電機(jī)里面盛裝并保持碳刷位置的機(jī)械導(dǎo)槽。
6、什么是換相器?
答:有刷電機(jī)里面,具有相互絕緣的條狀金屬表面,隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),條狀金屬交替接觸電刷的正負(fù)極,實(shí)現(xiàn)電機(jī)線圈電流方向的正負(fù)交替變化,完成有刷電機(jī)線圈的換相。
7、什么是相序?
答:無(wú)刷電機(jī)線圈的排列順序。
8、什么是磁鋼?
答:一般用于稱呼高磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁性材料,電動(dòng)車電機(jī)都采用釹鐵硼稀土磁鋼。
9、什么是有刷電機(jī)?
答:電機(jī)工作時(shí),線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是*隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來(lái)完成的。在電動(dòng)車行業(yè)有刷電機(jī)分高速有刷電機(jī)和低速有刷電機(jī)。有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)有很多區(qū)別,從名字上可以看出有刷電機(jī)有碳刷,無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有碳刷。
10、什么是無(wú)刷電機(jī)?
答:由控制器提供不同電流方向的直流電來(lái)達(dá)到電機(jī)里面線圈電流方向的交替變化,無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間沒(méi)有電刷和換相器。
11、電機(jī)如何實(shí)現(xiàn)換相?
答:無(wú)刷或有刷電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)里面線圈的通電方向需要交替變換,從而達(dá)到電機(jī)能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。有刷電機(jī)的換相*換相器和電刷共同完成,無(wú)刷電機(jī)*控制器來(lái)完成。
12、什么是缺相?
答:無(wú)刷電機(jī)或無(wú)刷控制器的三相電路中,有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍耳缺相。表現(xiàn)為電機(jī)抖動(dòng)不能工作,或轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)力且噪音大??刂破髟谌毕酄顟B(tài)下工作是很容易燒毀的。
13、電機(jī)常見(jiàn)的種類有哪幾種?
答:常見(jiàn)的電機(jī)有:有刷有齒輪轂電機(jī)、有刷無(wú)齒輪轂電機(jī)、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機(jī)、無(wú)刷有齒輪轂電機(jī)、側(cè)掛電機(jī)等。
14、從電機(jī)的種類上怎么區(qū)分是高低速電機(jī)?
答:A有刷有齒輪轂電機(jī)、無(wú)刷有齒輪轂電機(jī)屬于高速電機(jī);
B有刷無(wú)齒輪轂電機(jī)、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機(jī)屬于低速電機(jī)。
15、電機(jī)的效率是怎么定義的?
答:電機(jī)的效率是指電機(jī)所輸出的機(jī)械能與電源所提供的電能之比。用字母“り”表示。
16、無(wú)刷電機(jī)是如何分類的?
答:從相角上可分為兩個(gè)大類,即分為60°和120°相位角的無(wú)刷電機(jī);按速度分,可分為高速無(wú)刷電機(jī)和低速無(wú)刷電機(jī);按電機(jī)是否具有位置傳感器來(lái)分,又分為有位置傳感器無(wú)刷電機(jī)和無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)。
17、什么是無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)?
答:對(duì)于無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)必須要先經(jīng)將車用腳蹬起來(lái),使電機(jī)具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后,控制器才能識(shí)別到無(wú)刷電機(jī)的相位,之后控制器才能對(duì)電機(jī)供電。因其不能實(shí)現(xiàn)零速啟動(dòng),所以用的很少。但其因?yàn)闆](méi)有傳感器,所有少了一個(gè)故障點(diǎn),而且其成本更低。
18、無(wú)刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是多少?
答:無(wú)刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是6mA-20mA不等。
19、無(wú)刷電機(jī)霍耳的電壓范圍是多少?
答:無(wú)刷電機(jī)霍耳的電壓范圍一般是在3-24V。
20、一般電機(jī)在多高的溫度下能夠正常工作?電機(jī)最多能夠承受多高的溫度?
答:如果測(cè)量電機(jī)蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度25度以上時(shí),表明電機(jī)的溫升已經(jīng)超出了正常范圍,一般電機(jī)的溫升應(yīng)該在20度以下。一般電機(jī)線圈是由漆包線繞制而成,而漆包線在溫度高于150度左右時(shí)其漆膜會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而脫落,造成線圈短路。當(dāng)線圈溫度在150度以上時(shí)電機(jī)外殼所表現(xiàn)出的溫度在100度左右,所以如果以其外殼溫度為依據(jù)則電機(jī)所承受的最高溫度為100度左右。
21、電機(jī)的溫升應(yīng)在20℃以下,即電機(jī)端蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度應(yīng)小于20℃,但電機(jī)發(fā)熱超過(guò)20℃的原因是什么?
答:電機(jī)發(fā)熱的直接原因是由于電流大引起的。一般可能是線圈短路或開(kāi)路、磁鋼退磁中電機(jī)效率低等造成,正常情況則是電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間大電流運(yùn)轉(zhuǎn)。
22、怎樣測(cè)量無(wú)刷電機(jī)的相角?
答:接通控制器電源,由控制器給霍耳元件供電,就可以檢測(cè)到無(wú)刷電機(jī)的相角了。方法如下:用萬(wàn)用表的+20V直流電壓檔,并將紅表筆接+5V線,黑表筆分別測(cè)量三個(gè)引線的高低電壓(這里的紅黑表筆的用法上有一個(gè)技巧),按60°及120°電機(jī)的換相表對(duì)照即可。
23、如果60°的無(wú)刷控制器用在120°無(wú)刷電機(jī)上會(huì)有什么狀況?反之又如何?
答:都會(huì)導(dǎo)致缺相的現(xiàn)象,不能正常運(yùn)轉(zhuǎn);但天津松正研制的一種智能型無(wú)刷控制器能夠自動(dòng)識(shí)別60°電機(jī)或120°電機(jī),從而可以兼容適配二種電機(jī),使得維修更換更加容易。
24、有刷高速電機(jī)和有刷低速電機(jī)有什么直觀上的區(qū)別?
答:A.高速電機(jī)有超越離合器(象飛輪一樣的功能),往一個(gè)方向轉(zhuǎn)輕松,往另一方向轉(zhuǎn)費(fèi)力;低速電機(jī)雙向轉(zhuǎn)都一樣輕松。
B.高速電機(jī)的車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)噪音較大,低速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)噪音較小。有經(jīng)驗(yàn)的人很容易憑耳朵識(shí)別。
25、電機(jī)的起動(dòng)電流是怎樣定義的?
答:一般要求電機(jī)的起動(dòng)電流不能超過(guò)其額定電流的2~5倍,這也是為什么在對(duì)控制器上做限流保護(hù)的一個(gè)重要原因。
26、市場(chǎng)上銷售的電機(jī)轉(zhuǎn)速為什么越來(lái)越高及有何影響?
答:A.供應(yīng)商方面提速可以降低成本,同樣是低速電機(jī),速度高了線圈的匝數(shù)少了、也省了硅鋼片、磁鋼數(shù)目也少了,購(gòu)買者認(rèn)為速度高就好。
B.額定速度工作時(shí),其效率不變,但在低速區(qū)時(shí)效率明顯低了,也就是啟動(dòng)無(wú)力。
C.效率低,需要用大電流啟動(dòng),騎行電流也大,對(duì)控制器的限流要求大,對(duì)電池也不好。
27、出現(xiàn)電機(jī)異常發(fā)熱怎么維修?
答:維修處理的方法一般為更換電機(jī),或進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
28、電機(jī)的空載電流大于參考表極限數(shù)據(jù)時(shí)表明電機(jī)出現(xiàn)了故障,產(chǎn)生的原因有哪些?怎么維修?
答:電機(jī)內(nèi)部機(jī)械摩擦大;線圈局部短路;磁鋼退磁;直流電機(jī)換相器積碳。維修處理的方法一般為更換電機(jī),或更換碳刷,清理積碳。
29.各種電機(jī)的無(wú)故障最大極限空載電流是多少?
電機(jī)形式額定電壓24V時(shí)額定電壓36V時(shí)
側(cè)掛電機(jī)2.2A1.8A
高速有刷電機(jī)1.7A1.0A
低速有刷電機(jī)1.0A0.6A
高速無(wú)刷電機(jī)1.7A0.6A
低速無(wú)刷電機(jī)1.0A0.6A
30、人力騎行時(shí)感覺(jué)速度慢、滯重感強(qiáng)
(1)前剎車或抱閘(漲閘)與轉(zhuǎn)動(dòng)部位磨擦→調(diào)整前后剎車與轉(zhuǎn)動(dòng)部件間隙,既要使轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,又要保證剎車制動(dòng)性能良好。
(2)鏈條過(guò)緊→調(diào)整后輪軸前后位置
(3)前后軸檔及中軸部件并帽過(guò)緊或部件磨損→松動(dòng)緊固件,或更換磨損的部件。
(4)前后輪胎充氣不足→輪胎充氣至足。
31、電池充足但負(fù)載情況下兩只紅燈就熄
(1)充電器輸出電壓偏低→按充電器維修方法排除故障。
(2)電池充電時(shí)間短→重新充電延長(zhǎng)充電時(shí)間。
(3)電池組或其中單只容量下降→按電池箱維修方法排除故障。
(4)電極損壞或接觸不良→更換電極。
32、在行駛中有停駛、時(shí)快時(shí)慢、無(wú)力等感覺(jué)
(1)七芯連接接觸不良→換七芯線。
(2)霍爾斷電剎把接觸不良→換霍爾斷電剎把。
33、電池充足,顯示燈全亮,但負(fù)載輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)力
(1)齒輪磨損打滑→更換齒輪。
(2)輪轂電機(jī)繞組部分短路→更換電機(jī)。
(3)自行車裝配問(wèn)題或部件磨損→更換減振橡皮。
34、電力驅(qū)動(dòng)有不規(guī)則的停轉(zhuǎn)
(1)控制器與電動(dòng)輪轂接插件松脫或?qū)щ姴涣肌匦虏寰o接插件或更換插件。
(2)輪轂電機(jī)炭刷與轉(zhuǎn)子接觸不良→按輪轂維修方法排除故障。
35、電力驅(qū)動(dòng)噪音響
(1)輪轂齒輪缺油→打開(kāi)輪轂,涂上齒輪油脂。
(2)齒輪缺損→更換齒輪。
(3)齒輪外殼軸承損壞→更換軸承。
拆卸電機(jī)之前應(yīng)首先拔開(kāi)電機(jī)與控制器的引線,此時(shí)一定要記錄下電機(jī)引線顏色與控制器引線顏色的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
打開(kāi)電機(jī)端蓋之前應(yīng)清潔作場(chǎng)地,以防止雜物被吸在電機(jī)內(nèi)的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對(duì)位置的標(biāo)記。注意:一定要對(duì)角松動(dòng)螺釘,以免電機(jī)外殼變形。
維護(hù)保養(yǎng)
編輯電動(dòng)汽車電機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng)要點(diǎn):
1、電機(jī)的接線:電動(dòng)機(jī)的四根引出線纜標(biāo)記如下:A1—電樞繞組首端,A2—電樞繞組的末端,D1(D3)— 串勵(lì)繞組首端,D2(D4)— 串勵(lì)繞組末端。D2與A1相連接,在D1和A2之間加上電壓,電機(jī)即可轉(zhuǎn)動(dòng)。若要返轉(zhuǎn)D1、D2或A1、A2任何一組對(duì)調(diào)即可實(shí)現(xiàn)。
2、電動(dòng)機(jī)換向器端開(kāi)有4個(gè)檢查窗,供觀察和維護(hù)換向器及更換電刷用。
3、電機(jī)的最小允許絕緣電阻為(250V兆歐表):45伏以下的電機(jī)為0.5MΩ,45-100V的電機(jī)1 MΩ。
4、必要時(shí),應(yīng)清刷換向片之間小溝及換向器表面上碳精粉末。
5、電機(jī)不允許高速空轉(zhuǎn)啟動(dòng)。
6、定期打開(kāi)百頁(yè)窗檢查換向部分及電刷是否正常。
故障排除
編輯(1)電動(dòng)汽車儀表顯示正常,電機(jī)不轉(zhuǎn)故障原因 ?、匍l把損壞判斷
②調(diào)速轉(zhuǎn)把損壞判斷
③電機(jī)損壞判斷
④控制器損壞
(2)故障排除
①拔下剎把插座(常開(kāi)型剎把)。如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),則為剎把故障,應(yīng)更換剎把。
②轉(zhuǎn)把源5V電壓正常,檢測(cè)轉(zhuǎn)把信號(hào)電壓,轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)把,信號(hào)電壓應(yīng)在0.8~4.2V由低向高變化。如電壓無(wú)變化且小于1V,則為轉(zhuǎn)把故障或轉(zhuǎn)把線有短路。如電壓大于1V且變化正常,檢測(cè)電機(jī)霍爾信號(hào)(黃、綠、藍(lán)線)。如三相霍爾信號(hào)線電壓全部為5V且接觸良好,則電機(jī)霍爾損壞,應(yīng)更換電機(jī)或電機(jī)霍爾元件。
③分別檢測(cè)電機(jī)霍爾信號(hào)線,用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī),每相電壓應(yīng)在0~5V之間變化,如電壓無(wú)變化則為電機(jī)霍爾損壞,應(yīng)更換電動(dòng)汽車電機(jī)或電機(jī)霍爾元件。如每相電壓變換正常,且供電正常,則控制器損壞,更換控制器。
④用萬(wàn)用表檢測(cè)控制器電源輸入端電壓,電壓應(yīng)大于36V(電池充足電),如無(wú)電壓,應(yīng)檢查輸入線。檢查控制器轉(zhuǎn)把電源電壓(接轉(zhuǎn)把的紅、黑線),正常電壓在5~6V,如無(wú)5V電壓,拔下轉(zhuǎn)把插座,電壓恢復(fù)5V,則可能為電機(jī)霍爾元件短路,如仍無(wú)5V電壓,則為控制器故障,應(yīng)更換控制器。
⑤首先檢查調(diào)速轉(zhuǎn)把和電動(dòng)汽車電機(jī)霍爾開(kāi)頭有無(wú)短路,一般下雨受潮后更容易造成接頭短路,因此要注意轉(zhuǎn)把接頭防水,若控制器損壞后更換新控制器前首先應(yīng)檢查轉(zhuǎn)把和電機(jī)霍爾開(kāi)關(guān)是否短路?否則會(huì)造成更換控制器連續(xù)損壞!
⑥或電機(jī)不轉(zhuǎn),重點(diǎn)檢查電機(jī)霍爾開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)把信號(hào),若一通電,控制器外殼很燙,一般是控制器內(nèi)部功率管短路,應(yīng)立刻切斷電源。
發(fā)展前景
編輯電動(dòng)汽車的發(fā)展史是螺旋上升的歷史。從1834年美國(guó)人達(dá)溫坡特(Davenport)在布蘭頓城街上演示他自己制造的小電池車開(kāi)始,電動(dòng)車逐漸發(fā)展達(dá)到興盛。19世紀(jì)末,汽車制造成功,由于汽車的性能遠(yuǎn)高于電動(dòng)車,使電動(dòng)車受到排擠。20世紀(jì)60年代,汽車已成為城市主要污染源,70年代出現(xiàn)了石油危機(jī),這使電動(dòng)車重又得到重視。各國(guó)政府開(kāi)始制定法規(guī)研制電動(dòng)車。汽車工業(yè)已發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),汽車已成為人們生活中不可缺少的一部分;但同時(shí),汽車給城市造成了嚴(yán)重的污染,而且全球已探明石油資源僅能開(kāi)發(fā)使用40多年。因此,研究高性能的電動(dòng)車以替代汽車是歷史的必然。目前,世界電動(dòng)車的發(fā)展已由試運(yùn)行向推廣應(yīng)用方向過(guò)渡:日本從1996年開(kāi)始向國(guó)內(nèi)用戶銷售商品車,美國(guó)從1997年開(kāi)始向美國(guó)用戶銷售商品車。中國(guó)的電動(dòng)車目前處于研制階段。為了促進(jìn)國(guó)際廣泛的交流與合作,國(guó)家科委和機(jī)械工業(yè)部在1996年12月6~15日舉辦了1996北京國(guó)際電動(dòng)汽車及代用燃料汽車技術(shù)交流、研討會(huì)暨展覽會(huì)。就電動(dòng)車發(fā)展中的各種問(wèn)題進(jìn)行了探討。同時(shí),國(guó)內(nèi)外的汽車生產(chǎn)廠家及國(guó)內(nèi)的一些大專院校、科研單位展出了自己研制的電動(dòng)車。本次會(huì)議反映了電動(dòng)車的一些最新研究成果,從中也可以看出電動(dòng)車用電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
2制約電動(dòng)車發(fā)展的關(guān)鍵
以電動(dòng)車與傳統(tǒng)的燃油汽車進(jìn)行比較,相當(dāng)于以電池代替燃油,以電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)。由于電池的能量密度(單位重量?jī)?chǔ)存的能量,wh/kg)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的性能又不能直接適用于電動(dòng)車,因此,電池和電動(dòng)機(jī)既是電動(dòng)車的核心,同時(shí)又是制約電動(dòng)車發(fā)展的關(guān)鍵。
3 電動(dòng)車用電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
雖然各種各樣的驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)早已研究得很成熟,但它們并不能直接適用于電動(dòng)車,因?yàn)殡妱?dòng)車有其特有的運(yùn)行特點(diǎn),所以所用的電動(dòng)機(jī)必須滿足這些特點(diǎn)才能獲得高性能。
3.1電動(dòng)車的特點(diǎn)
電動(dòng)車最顯著的特點(diǎn)是頻繁的起停、加減速,而不是運(yùn)行于某一恒速下。電動(dòng)車主要用于在污染比較嚴(yán)重的大中城市市區(qū)固定路線行駛和某些特殊場(chǎng)合,如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、遂道和旅游區(qū)域等地方。人們對(duì)電動(dòng)車的1次充電行駛距離和最高時(shí)速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充電行駛50~100km,最高時(shí)速在100km/h以內(nèi)就可滿足要求。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,電動(dòng)車要取代燃油汽車,它的性能必須可與燃油汽車相比,所以它的1次充電行駛距離和最高時(shí)速都要大大提高。另外,可靠性和價(jià)格也是人們比較關(guān)注的問(wèn)題。
3.2電動(dòng)車用電機(jī)應(yīng)具備的特點(diǎn)
基于電動(dòng)車的特點(diǎn),對(duì)所用的電動(dòng)機(jī)就應(yīng)有一定的要求。為了提高最高時(shí)速,電動(dòng)機(jī)應(yīng)有較高的瞬時(shí)功率和功率密度(w/kg)。為了提高1次充電行駛距離,電動(dòng)機(jī)應(yīng)有較高的效率,而且電動(dòng)車是變速工作的,所以電動(dòng)機(jī)應(yīng)有較高的高低速綜合效率。電動(dòng)車起動(dòng)和爬坡時(shí)速度較低,但要求力矩較大;正常運(yùn)行時(shí)需要的力矩較小,而速度很高,故用于電動(dòng)車的電機(jī)的典型機(jī)械特性曲線如附圖所示。即在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩特性,高速時(shí)為恒功率特性,且電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度范圍應(yīng)該較寬。另外,電動(dòng)機(jī)應(yīng)堅(jiān)固、可靠,且價(jià)格較低。
3.3電動(dòng)車用電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
在電動(dòng)車發(fā)展初期,多采用直流電動(dòng)機(jī)。在試制大客車時(shí)用串勵(lì)電動(dòng)機(jī),在小客車及小貨車上用并勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。隨著永磁材料的發(fā)展,永磁直流電動(dòng)機(jī)也有所應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是有比較好的控制特性。但它重量大,效率低,價(jià)格貴,而且由于電刷和滑環(huán)的存在,需要維護(hù),電刷磨損又會(huì)造成不安全工作。因此,隨著電力電子器件的發(fā)展,交流電動(dòng)機(jī)逐漸成熟,直流電動(dòng)機(jī)逐漸被交流電動(dòng)機(jī)所取代。這次會(huì)議參展的電動(dòng)機(jī)也以使用交流電動(dòng)機(jī)為主。
異步電動(dòng)機(jī)以其低費(fèi)用、高可靠性、高速、低轉(zhuǎn)矩波動(dòng)/噪聲和不用位置傳感器等優(yōu)點(diǎn)而首先被選用,矢量控制的異步電動(dòng)機(jī)更以其優(yōu)異的性能成了電動(dòng)車的第一選擇。本次參展的美國(guó)通用汽車公司的EVl、福特汽車公司的Ranger EV以及國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)望公司的電動(dòng)客車都采用了異步電動(dòng)機(jī)。以.EVl為例,其性能見(jiàn)附表,EVl是曾在1990年芝加哥汽車博覽會(huì)上引起轟動(dòng)的“沖擊”(Impact)概念車的商品化車??梢钥闯?,它的續(xù)駛里程和最高時(shí)速都達(dá)到很高的數(shù)值。但同時(shí)可見(jiàn),電動(dòng)機(jī)功率很大,電池電壓很高,其性能與電動(dòng)機(jī)功率或與電池電壓的比值并不高。這是由于異步電動(dòng)機(jī)存在比較大的銅損,使效率下降。特別是在低速時(shí),效率更低,這是它的致命弱點(diǎn)。
電動(dòng)汽車電機(jī)
以永磁同步電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為代表的交流永磁電動(dòng)機(jī)以其低重量、高效率這一特別的優(yōu)勢(shì)而在電動(dòng)車領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。這類電動(dòng)機(jī)的價(jià)格偏高,但隨著批量生產(chǎn)和永磁材料價(jià)格的進(jìn)一步下降,它的價(jià)格會(huì)下降。這類電動(dòng)機(jī)也有它的弱點(diǎn),由于功
率電源電壓的限制,原邊繞組的匝數(shù)不能超過(guò)一定數(shù)值。因此,對(duì)于電動(dòng)機(jī),提高旋轉(zhuǎn)頻率和不增大電流而提供要求的輸出功率很困難。即在高轉(zhuǎn)速下如要提供足夠的輸出功率就必須增大電流,這就消耗了大量的電能,降低了效率;若不增大電流,則輸出功率下降,電動(dòng)車不能正常運(yùn)行。本次參展使用永磁同步電動(dòng)機(jī)有代表性的是日本豐田公司的RAV4 EV,使用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)有代表性的是清華大學(xué)等研制的電動(dòng)輕型客車和中科院北京三環(huán)公司的電動(dòng)轎車。它們的性能見(jiàn)附表。RAV4 EV使用了高性能的鎳氫電池,其最高時(shí)速和續(xù)駛里程都較高,已達(dá)實(shí)用化階段。清華大學(xué)和三環(huán)公司的電動(dòng)車使用鉛酸電池,指標(biāo)也很高。
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊密、堅(jiān)固、效率高,低速時(shí)可提供很大的轉(zhuǎn)矩,且驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,它曾被專家預(yù)測(cè)為電動(dòng)車領(lǐng)域的一匹黑馬。它的缺點(diǎn)主要是振動(dòng)和噪聲較大。本次參展使用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的典型電動(dòng)車是意大利菲亞特公司的菲亞特500型電動(dòng)車,其性能見(jiàn)附表??梢钥闯觯谝欢üβ氏?,它所能提供的最大轉(zhuǎn)矩較大,即最大轉(zhuǎn)矩與功率之比較大。
可見(jiàn),電動(dòng)車使用的各種電動(dòng)機(jī)各有優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又都有其不利的一面,從而使它們并不能完全適合于電動(dòng)車。因此,繼續(xù)開(kāi)發(fā)適用于電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)仍是電機(jī)工作者的任務(wù)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究的多態(tài)電機(jī)就是這樣一種嘗試。這是一種融混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)于一體的電機(jī),即在傳統(tǒng)的混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)配置一套籠型繞組,將定子鐵心分為兩段,兩段定子鐵心之間放置一個(gè)軸向電磁勵(lì)磁線圈,其余結(jié)構(gòu)與混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相同。低速時(shí),給電機(jī)定子繞組按混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)方式供電,則電機(jī)作為混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。高速時(shí),給電機(jī)定子繞組按異步電動(dòng)機(jī)方式供電,同時(shí)軸向電磁勵(lì)磁線圈通電產(chǎn)生對(duì)磁鋼去磁的軸向磁場(chǎng),使磁鋼對(duì)電機(jī)運(yùn)行不產(chǎn)生或產(chǎn)生很小的影響,這時(shí)電機(jī)作為異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。這樣,這種多態(tài)電機(jī)同時(shí)具有混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)低速時(shí)高轉(zhuǎn)矩和異步電動(dòng)機(jī)高速時(shí)高效率的優(yōu)點(diǎn),具有較高的高低速綜合性能和較寬的運(yùn)行速度范圍。這次參展的EV96—1型電動(dòng)轎車就是使用的這種多態(tài)電機(jī),目前這種電機(jī)仍正在研制中。
3.4驅(qū)動(dòng)方式的發(fā)展趨勢(shì)
傳統(tǒng)燃油汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中包括發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器和差速器。這是由于內(nèi)燃機(jī)的速度范圍窄,必須用減速器來(lái)擴(kuò)大速度范圍。使用差速器是便于轉(zhuǎn)向。減速器和差速器為一系列傳動(dòng)齒輪,它們?cè)谄囘\(yùn)行中消耗一部分機(jī)械能,使車輪得到的功率不到發(fā)動(dòng)機(jī)功率的2/3,大大降低了汽車的效率。由于電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的不同特點(diǎn),電動(dòng)車可以采用四種驅(qū)動(dòng)方式:與傳統(tǒng)燃油汽車相同;省略減速器;進(jìn)一步省略差速器,電動(dòng)機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)車輪,即軸驅(qū);將電動(dòng)機(jī)直接裝在車輪內(nèi),即輪驅(qū)??梢钥闯?。輪式驅(qū)動(dòng)既完全消除了傳動(dòng)中的機(jī)械磨損,提高了傳動(dòng)效率,又具有最小的體積、最輕的重量,同時(shí)故障率降低。因此,輪式驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)車最佳的驅(qū)動(dòng)方式。國(guó)內(nèi)外對(duì)輪式驅(qū)動(dòng)有過(guò)一定的研究,如在第26屆東京Motor展覽會(huì)上,東京電力公司推出的IZA型電動(dòng)車就采用了四輪直接驅(qū)動(dòng)方式,其最高時(shí)速為176km/h,1次充電行駛距離為548km(以40km/h恒速),用的是鎳鎘電池,它是當(dāng)時(shí)性能最佳的電動(dòng)車,這無(wú)疑與輪式驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)。本次參展采用輪式驅(qū)動(dòng)的只有兩家,即中科院北京三環(huán)公司和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的電動(dòng)車。因?yàn)檩喪津?qū)動(dòng)控制方式較為復(fù)雜,故需要在控制上多做工作。
4結(jié)論
電動(dòng)汽車電機(jī)
a.作為電動(dòng)車用電機(jī),直流電動(dòng)機(jī)已逐步被淘汰。
b.異步電動(dòng)機(jī)、交流永磁電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)都已被用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,它們各有自己的優(yōu)勢(shì),但也都有各自的弱點(diǎn),并不完全適合于電動(dòng)車。
c.進(jìn)一步研究更適合于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)是電機(jī)工作者的任務(wù)。多態(tài)電機(jī)是一種有前途的電機(jī)。
d.輪式驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)車最佳的驅(qū)動(dòng)方式。