一、电动车电机种类和构造
电动自行车车用电动机有两大类,五个品种。两大类是:有刷电机和九州无刷电机;五个品种是有刷电机有齿轮传动和无齿轮传动,无刷电机有传感器、无传感器和盘形电枢齿轮减速无刷电机。
1.轮毂式有齿轮传动有刷直流电动机
该电机一半是盘形电枢有刷电机,另一半是齿轮减速兼传动系统(图4-1)。盘形电枢是高速转动的转子,构造图4-1b。电机的转矩是通过轴传递给第一级齿轮,经齿轮减速带动轮毂外动。
图4-1 轮毂式有齿轮传动有刷直流电动机构造图
(a)磁钢排列的方法 (b)电机剖面图
有刷有齿轮毂电机的盘形电枢,是薄片形,体积很小,重量特轻,安装方便。绕组编制好之后,用树脂加玻璃纤维放进模内热成型,之后在5000r/min的转速下高速旋转,试验2min,偏转、跳动和电枢的强度指标应当合格。
电机在运行中由于电刷和换向器摩擦,又有齿轮啮合减速,所以有刷电机的声音比无刷电机声音大。
2.轮毂式无齿轮传动有刷直流电动机
为了适应轮毂结构,简化电机,将有刷电动机设计成电枢放在外边做转子,磁钢放在电机之内做定子,多块磁钢配多个绕组,组成转速为180r/min左右的低速电机。
由图4-2a中看到这种电机外转子中尚未经过压力整形的电枢绕组,在绕组以内是平面环状整齐排列的换向片。图4-2b是放在外转子上的间隔排列着10块磁钢的定子,在中间的毂板上开有两个孔,电刷的刷握就设在孔的背侧,电刷带着导线被弹簧从刷握中弹出。
从图中能看到定子的轴端套有一个螺母,防止在加工中损伤轴的螺纹,把电刷整理好装入刷握中,将这一端送进图4-2a的孔中,电刷就可以接触在换向器平面上,借助弹簧的弹力,对换向器压紧,而磁钢正好进入外转子绕组中,只留一个很小的环形气隙。这个环形气隙的直径越大,电机产生的转矩也越大。
3.无刷直流电动机
把无齿轮传动的有刷直流电动机定、转子内外对调,将绕组改成三个相做定子,磁钢装在电机外壳内,取消电刷和换向器,在电枢绕组中间安装三个霍耳传感器,这就成为一台无刷直流电动机。它的外形与图4-4相同。电枢内定子如图4-5a所示,从图中可以看到绕组嵌入定子铁心后的形状,三相绕组引线经压板固定后,从轴的一端空心引出,从轴的两端部各铣出对应的两个平面,可以装入车的前*或后*的*口内,上紧螺母,在运行时产生反力矩。对有传感器的电枢,3个霍耳传感器按120°均匀安装在绕组有引线一端贴近外转子磁钢的地方。每个传感器有3根引线,其中电源线和地线是共用的,合并后变成5根总引线,与绕组引线从轴孔中引出。
图4-3 轮毂电机外形