一、電動車電機的工作原理
電動車電機是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉磁場并作用于轉子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉扭矩。
電動車電機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉子組成,通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。
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(jīng)過齒輪減速)和“無齒”(電機扭矩輸出不經(jīng)過任何減速)兩大類。
1、永磁式直流電機
由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。
定子磁極采用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結構形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。
轉子一般采用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在轉子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。
電刷是連接電源與轉子繞組的導電部件,具備導電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
2、無刷直流電機
由永磁體轉子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。無刷直流電機的特點是無刷,采用半導體開關器件(如霍爾元件)來實現(xiàn)電子換向的,即用電子開關器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點。如圖1所示。
位置傳感器按轉子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號,經(jīng)信號轉換電路處理后去控制功率開關電路,按一定的邏輯關系進行繞組電流切換)。
3、高速永磁無刷電機
由定子鐵心、磁鋼轉子、太陽輪、減速離合器、輪轂外殼等組成。
電機蓋子上面可以裝上霍爾傳感器,用以測速。
位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機,其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)S眉呻娐返龋┭b在定子組件上,用來檢測永磁體、轉子旋轉時產(chǎn)生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件。
采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機,在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉子旋轉時,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。
采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機,是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等),當永磁體轉子位置發(fā)生變化時,電磁效應將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(其幅值隨轉子位置而變化)。
定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。