ZLC电动车用直流串励电动机概述,结构图与参
数
ZLC直流串励电机带有齿轮减速箱，不仅可用直流电源供电，更适合用于静止电源供电。转动惯性小，有较好的动态性能，并能承受较高的负载变化率，堵转能力强。适用于需要平滑调速，反应灵敏的控制系统广泛用于电动三轮车、老年休闲车、游乐车、控制设备等。
额定功率(W)
额定电压(V)
额定电流(A)
电机出轴转速(r/min)
减速比
300W
24-36
16.2-10.8 300-650 5.4:1
400W
24-36 21.6-14.4 300-650 5.4:1
600W
36-48 21.6-16.2 300-650 5.4:1
700W
48-60 18.9-15.1 300-650 5.4:1
800W
48-60 22.2-17.8 400-650 5.4:1
无刷直流电机工作原理详解 日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机（以下简称BLDC）。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义，BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点，比如： 能获得更好的扭矩转速特性； 高速动态响应； 高效率； 长寿命； 低噪声； 高转速。 另外，BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 2.1 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图2.1.1。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。
BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势（反电动势的相关介绍请参加EMF一节）不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图2.1.2和图 2.1.3所示。
电机知识学习总结 1基本知识介绍 1.1直流、单相交流、三相交流 1.2交流下有“同步和异步”的区别 同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后），因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。 同步电机——原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点：同步电机无论作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒定，不受负载变化影响。 异步电机——原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。 区别：（1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；异步电机只能吸收无功。（2）同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步，即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。异步电机的转速则稍微滞后，即2极2880、4极1440、6极960等。（3）同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。 同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。 1.3永磁、电磁、感磁（构成定子、转子） 永磁——永磁铁 电磁——通电线圈 感磁——无电闭合绕组、鼠笼 永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相同步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。 1.4有刷无刷 电机有刷和无刷对电机结构影响很大，刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者滑环。
三相无刷直流电机系统结构及工作原理
图2.3 直流无刷电动机的原理框图位置传感器在直流无刷电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。位置传感器种类较多，且各具特点。在直流无刷电动机中常见的位置传感器有以下几种：电磁式位置传感器、光电式位置传感器、磁敏式位置接近传感器【3】。 2.4基本工作原理 众所周知，一般的永磁式直流电动机的定子由永久磁钢组成，其主要的作用是在电动机气隙中产生磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。由于电刷的换向作用，使得这两个磁场的方向在直流电动机运行的过程中始终保持相互垂直，从而产生最大转矩而驱动电动机不停地运转。直流无刷电动机为了实现无电刷换相，首先要求把一般直流电动机的电枢绕组放在定子上，把永磁磁钢放在转子上，这与传统直流永磁电动机的结构刚好相反。但仅这样做还是不行的，因为用一般直流电源给定子上各绕组供电，只能产生固定磁场，它不能与运动中转子磁钢所产生的永磁磁场相互作用，以产生单一方向的转矩来驱动转子转动。所以，直流无刷电动机除了由定子和转子组成电动机本体以外，还要由位置传感器、控制电路以及功率逻辑开关共同构成的换相装置，使得直流无刷电动机在运行过程中定子绕组所产生的的磁场和转动中的转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持在（π/2）rad左右的电角度。 2.5无刷直流电机参数 本系统采用的无刷电机参数 ·额定功率：100W ·额定电压：24V（DC） ·额定转速：3000r/min ·额定转矩：0.23N?m ·最大转矩：0.46N?m ·定位转矩：0.01N?m ·额定电流：4.0A
风电机的基本原理和部件组成如下： 大部分小功率风电机具有恒定转速（定速定桨），叶片尖端的转速为64米/秒，在叶轮轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是，随着大功率风电机的研发并投入使用，风电机的转速不再恒定（变速变桨），叶片尖端的转速也随着叶轮转速的变化和叶片长度的不同而变化。所以站长推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。（请参考产品信息） 风电机结构 一般风电机结构图（双馈机型） （1.轮毂 2.齿轮箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机 7.冷却器 8.泵站 9.偏航驱动 10.偏航制动 11.偏航轴承 12.底座 13.弹性底座 14.叶片） 机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机叶轮，即叶片、轮毂和轴。 叶片：捉获风，并将风力传送到轮毂。在600千瓦级别的风电机上，每个叶片的长度大约为20米；而在5兆瓦级别的风电机上，叶片长度可以达到60米。叶片的设计很类似飞机的机翼，制造材料却大不相同，多采用纤维而不是轻型合金。大部分叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。除此之外，已经有厂家用竹子做叶片，实际运行情况还有待试验。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，目前只用在小型风电机上。。实际上，叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。为叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。
常用电动机原理与结构 电动机的分类 按电动机绕组结构可分为三相和单相电动机、笼型、绕线型。按电源可分为高压、低压电动机、交流和直流电动机。电动机又可分为同步和异步电动机。单相电动机又分为交流分相电动机、交直流两用串励电动为机和罩极电动机。还有按电动机使用环境、条件等可分为很多种类，不过大致可按下面几种方式归类：按电动机结构尺寸分为 大型（机座中心高H ）630MM，或者定子铁心外径大于90MM者)、中型（机座中心高H为355-630MM，或者定子铁心外径在560—990MM之间者）、小型（机座中心高H为80-315MM，或者定子铁心外径在125—560MM之间者）。 例如Y112M-4 中的112的意思是代表电动机的机座中心高为112MM，小于315MM，属于小型电动机。 按防护型式分为 开启式（如IP11、IP22）：电动机除必要的支撑结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。 封闭式（如IP44、IP54 ）：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显的防碍通风。防护式电动机按其通风防护结构不同，又分为： 网罩式：电动机的通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动部分及带电部分不能与外物相接触。 防滴式：电动机通风口的结构能够防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部。 防溅式：电动机通风口的结构可以防止与垂直接成100度角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。 封闭式：电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换，但并不要求完全的密封。 防水式：电动机机壳的结构能够阻止具有一定压力的水进入电动机内部。 水密式：当电动机浸在水中时，电动机机壳的结构能阻止水进入电动机内部。 潜水式：电动机在额定的水压下，能长期在水中运行。 隔爆式：电动机机壳的结构足以阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，而引起电动机外部的燃烧性气体的爆炸。 例：IP44标志电动机能防护大于1MM的固体异物入内，同时能防溅水。 IP后面第一位数字的意义 0无防护，没有专门的防护 1能防止直径大于50MM的固体异物进入机壳内，能防止人体的大面积（如手）偶然触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识的接近这 些部分。 2能防止直径大于12MM的固体异物进入机壳内，能防止手指触及壳内带电或运动部分 3能防止直径大于2.5MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）大于2.5的工具、金属等触及壳内带电或运动部分。 4能防止直径大于1MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）
无刷直流电机的组成及工作原理 2.1 引言 直流无刷电动机一般由电子换相电路、转子位置检测电路和电动机本体三部分组成，电子换相电路一般由控制部分和驱动部分组成，而对转子位置的检测一般用位置传感器来完成。工作时，控制器根据位置传感器测得的电机转子位置有序的触发驱动电路中的各个功率管，进行有序换流，以驱动直流电动机。下文从无刷直流电动机的三个部分对其发展进行分析。 2.2 无刷直流电机的组成 2.2.1 电动机本体 无刷直流电动机在电磁结构上和有刷直流电动机基本一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子采用的重量、简化了结构、提高了性能，使其可*性得以提高。无刷电动机的发展与永磁材料的发展是分不开的，磁性材料的发展过程基本上经历了以下几个发展阶段：铝镍钴，铁氧体磁性材料，钕铁硼（NdFeB）。钕铁硼有高磁能积，它的出现引起了磁性材料的一场革命。第三代钕铁硼永磁材料的应用，进一步减少了电机的用铜量，促使无刷电机向高效率、小型化、节能的方向发展。 目前，为提高电动机的功率密度，出现了横向磁场永磁电机，其定子齿槽与电枢线圈在空间位置上相互垂直，电机中的主磁通沿电机轴向流通，这种结构提高了气隙磁密，能够提供比传统电机大得多的输出转矩。该类型电机正处于研究开发阶段。 2.2.2 电子换相电路 控制电路：无刷直流电动机通过控制驱动电路中的功率开关器件，来控制电机的转速、转向、转矩以及保护电机，包括过流、过压、过热等保护。控制电路最初采用模拟电路，控制比较简单。如果将电路数字化，许多硬件工作可以直接由软件完成，可以减少硬件电路，提高其可靠性，同时可以提高控制电路抗干扰的能力，因而控制电路由模拟电路发展到数字电路。 驱动电路：驱动电路输出电功率，驱动电动机的电枢绕组，并受控于控制电路。驱动电路由大功率开关器件组成。正是由于晶闸管的出现，直流电动机才从有刷实现到无刷的飞跃。但由于晶闸管是只具备控制接通，而无自关断能力的半控性开关器件，其开关频率较低，不能满足无刷直流电动机性能的进一步提高。随着电力电子技术的飞速发展，出现了全控型的功率开关器件，其中有可关断晶体管（GTO）、电力场效应晶体管（MOSFET）、金属栅双极性晶体管IGBT 模块、集成门极换流晶闸管（IGCT）及近年新开发的电子注入增强栅晶体管（IEGT）。随着这些功率器件性能的不断提高，相应的无刷电动机的驱动电路也获得了飞速发展。目前，全控型开关器件正在逐渐取代线路复杂、体积庞大、功能指标低的普通晶闸管，驱动电路已从线性放大状态转换为脉宽调制的开关状态，相应的电路组成也由功率管分立电路转成模块化集成电路，为驱动电路实现智能化、高频化、小型化创造了条件。 2.2.3 转子位置检测电路
今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例，整机电路如图1 : （原文件名：1.gif） 图1:350W 整机电路图 整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看: （原文件名：2.gif） 图2:电路框图
种旌用制肌抽输扎 ?卫再想罟输入 电路大体上可以分成五部分： 一、 电源稳压，供应部分； 二、 信号输入与预处理部分； 三、 智能信号处理，控制部分； 四、 驱动控制信号预处理部分； 五、 功率驱动开关部分。 下面我们先来看看此电路最核心的部分： PIC16F72组成的单片机智能处理、控 制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制， 弄清楚这部分，其它电路就比 较容易明白。 唯丿；机冲沖I 「心 7\ 电從放嵐部井 『朕世述*扎 剧喉输入
PtC'l4FT2 （原文件名：3.gif ） 图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图 我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电 源、复 位、振荡器等，共有22个可复用的IO 口，其中第13脚是CCP1输出口， 可输出最大分辨率达10BIT 的可调PWM 信号，另有AN0-AN4共5路AD 模数 转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事 件。内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。 各引脚应用如下： I : MCLR 复位/烧写高压输入两用口 2:模拟量输入口：放大后的电流信号输入口，单片机将此信号进行 A-D 转换后 经过运算来控制PWM 的输出，使电流不致过大而烧毁功率管。 正常运转时电压 应在0-1.5V 左右 3:模拟量输入口：电源电压经分压后的输入口，单片机将此信号进行 A-D 转换 后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池，避免电池因过放电而 损坏。正常时电压应在3V 以上 4 :模拟量输入口：线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，单片机根据此电压高 低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。 5 :模拟/数字量输入口：刹车信号电压输入口。可以使用 AD 转换器判断，或根 据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平， 单片机收 到该信号后切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。 6 :数字量输入口： 1+1助力脉冲信号输入口，当骑行者踏动踏板使车前行时， 该口会收到齿轮传感器发出的脉冲信号，该信号被单片机接收到后会给电机输出 一定功率以帮助骑行者更轻松地往前走。 7 :模拟/数字量输入口：由于电机的位置传感器排列方法不同，该口的电平高低 决定适合于哪种电机，目前市场上常见的有所谓120°和60°排列的电机。有的控 制器还可以根据该口的电压高低来控制起动时电流的大小， 以适合不同的力度需 求。 8:单片机电源地。 w < EABF ； > 0F i>GND GND 7K57I206 MC/VPP RAMANO RAI/AN1 RA2-AN2 RA3/AN3 RMCTOI RA5/AN4 VSSX5ND OSC1 OSC2 RCD RCI RCWCP RC5 Yl 20U GNDL04 ___________ 10 XE56 < wa f 电后电乐整希、 V 烧7口屑2占41?1何更 fl.it- iiirwm RH6.TOC RBMNT 殆MhD
电动机的基本结构及工作原理 交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。 一、异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。 电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。
2、三相异步电动机的转子： 转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。 三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌： 每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明： 型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特
修改稿收稿日期：2013-09-14 作者简介：曹砚奎（1973-），男，本科，电器工程师，主要从事新能源汽车研发工作。 乾力昇圆新能源电动汽车电气原理图 曹砚奎 （山东乾力昇圆新能源汽车公司，山东禹城 251200） 中图分类号：U469.72 文献标识码：B 文章编号：1003－8639（2013）11－0060－03 随着能源危机油价攀升和环境污染的加剧，国内外各汽车公司研究机构都在大力研发低排放甚至零排放的新能源绿色环保电动汽车产品。2004年山东时风集团开始生产低速电动乘用车，至今在山东已有时风、宝雅、乾力、富路、比德文等生产集团，在河北有御捷马、双环、新宇宙等生产集团，还有北京的科凌、中瑞蓝科，江西鸿翔，深圳的陆地方舟等生产集团进行着生产。以某公司为例，现在平均日产销量在60余台以上，年度产销在2万台以上。据统计全国目前社会保有量在两百万台左右，需求量达数千万台以上。 随着保有量的增加，在维修市场中新能源汽车的运行故障也逐渐凸显出来。为方便维修和交流，现将笔者研发的低速电动汽车的技术参数及电气原理图提供给广大同仁以供参考，并欢迎批评指正。 1 新能源电动汽车的技术参数及实物图 昇圆电动汽车详细技术参数如下：外形尺寸3380×1580×1480mm ，整备质量1000kg ，额定载客4人，电源标配60V 200Ah ，轴距2130mm ，续行里程200km ／220km ，最高车速≤50km ／h 。其实物如图1所示。 2 新能源电动汽车电气原理及部件参数 乾力圆昇新能源电动汽车电气原理如图2所示。2.1电源系统 1）动力电池由10块200Ah 配组组成60V 电源 系统。 2）充电机将220V 民用交流电转换成60V 直流电 对动力电池充电，充电机设有温度传感器检测充电时电池的温升，与常温相比较对充电参数进行调节。 3）总开关安装在驾驶座椅侧，控制全车动力电池的全部输出。 4）DC ／DC 直流电源转换器，将60V 高压电转换成12V 的低压电，供应全车除动力驱动电机、空调压缩机之外的所有用电设备用电，同时给辅助小电池充电。 5）SA1运行开关，相当于燃油车的点火开关。2.2动力系统 1）电机控制器接收加速器和档位器的信号，控制驱动电机前进、加速、后退等运行，同时通过串行通信或CAN 总线通信向仪表提供信号。 2）动力电机将电能转换为驱动车辆运行的机械能，与控制器配合可采用他励、串励、永磁等电机。 2.3空调暖风 1）空调控制器接收A ／C 空调开关信号和蒸发器、环境温度信号，控制压缩机、冷凝风扇工作。 2）风机风机即为鼓风机，有4个可调转速的档位开关，可以独立工作进行室内外通风。 3）PTC 为1.2kW 的电加热器，可以除霜、采暖，替代燃油车的冷却水循环加热器。当接通暖风开关时，通过J3继电器同时打开风机进行低速运转。2.4制动转向助力 1）制动助力由制动助力控制器、真空泵M2和真空罐组成，行车时产生真空度，辅助制动总泵进行工作，以减轻制动时的踏板力。 2）转向助力由转向助力控制器、电动机和传感器组成，在低速转向时起到减轻转向盘扭转力矩的作用。 其他电气部分原理、功能与燃油车相同，故不再赘述 。 图1乾力圆昇电动汽车实物图 使用●维修Operation ●Maintenance 60 《汽车电器》２０１３年第１１期
电动车的全车电路原理 电动车电路原理图 电动车线路分两部分！ 第一部分就是灯与喇叭部分 第二部分就是控制电机部分 您500W电摩也一样,大部分车子就是控制的正极,也就就是说车子负极全部相通！电池的正极出来后有个空气开关,然后空气开关上的出线直接连接到锁线与充电插孔线还有控制器电源部分的粗红线;经过锁线出来后的线分别连接到转换器(将48V转化成12V)与控制器电源部分的细红线,转换器三根线(细黑直接接电池负极就就是车子的负极;细红线接锁线,就就是48V正极;然后细黄线出来的就是12V)细黄的12V电出来后到喇叭开关,大灯开关,转向开关与刹把上的开关;然后打开后再到喇叭,大灯,转向灯 下面来说说控制电机部分,控制电机的东西就就是控制器(铝制盒子,上面有很多出线) 1电源部分(刚刚上面已经提到的)电源线就是三根线组成:粗黑—直接接电池负;粗红—直接接电池正,但就是要经过空气开关;细红—直接连接的就是锁的出电线 2电机部分:电机线就是由三根粗线与5根细线组成(这里就不细说)这八根线根据颜色连接在控制器上 3控制部分:转把(转把由三根线组成这里也不细说)刹把(电摩百分之九十九都就是高电平断电,前面已经说了刹把上的开关一边连接的就是12V正极,还有一边就连接在控制器的高电平刹车断电线上,刹车断电线一般就是绿黄色线) 4防盗部分:现在的大部分控制器都有外接防盗器功能,插上防盗器可以用防盗器的遥控器开关电源与锁电机,一共有5根线,市面上有两种插件方式,一种就是一个6孔插头,上面插着5根线(红,黑,兰,绿,橙)还有一种就是两个插件组成的(红黑插在一个插件上,兰绿橙插在一个4孔插件上) 5仪表显示线,电摩控制器一般就是紫色线,直接接仪表 电动车维修全集 电动车,全集,维修 ①:电动车常见故障及排除方法1、仪表显示正常,电机不转(1)故障原因①闸把损坏判断②调速转把损坏判断③电机损坏判断④控制器损坏(2)故障排除①拔下刹把插座(常开型刹把)。如电机运转,则为刹把故障,应更换刹把。②转把源5V电压正常,检测转把信号电压,转动转把,信号电压应在0、8～4、2V由低向高变化。如电压无变化且小于1V,则为转把故障或转把线有短路。如电压大于1V且变化正常,检测电机霍尔信号(黄、绿、蓝线)。如三相霍尔信号线电压全部为5V且接
v电动车充电高清电路图 与原理详解 Prepared on 22 November 2020
工作原理 220V 交流电经 LF1 双向滤波.VD1－VD4 整流为脉动直流电压,再经 C3 滤波后形成约 300V 的直流电压,300V 直流电压经过启动电阻 R4 为脉宽调制集成电路 IC1 的 7 脚提供启动电压,IC1 的 7 脚得到启动电压后,(7 脚电压高于 14V 时,集成电路开始工作),6 脚输出 PWM 脉冲,驱动电源开关管(场效应管) VT1 工作在开关状态,流通过 VT1 的 S 极-D 极-R7-接地端.此时开关变压器 T1 的 8-9绕产生感应电压,经 VD6，R2 为 IC1 的 7 脚提供稳定的工作电压，4 脚外接振荡阻 R10 和振荡电容C7 决定 IC1 的振荡频率, IC2(TL431)为精密基准压源,IC4(光耦合器 4N35)配合用来稳定充电压,调整 RP1(510 欧半可调电位器)可以细调充电器的电压,LED1 是电源指示灯.接通电源后该指示灯就会发出红色的光。VT1 开始工作后,变压器的次级 6-5 绕组输出的电压经快速恢复二极管 VD60 整流,C18 滤波得到稳定的电压(约 53V).此电压一路经二极管 VD70(该二极管起防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电,另一路经限流电阻 R38,稳压二极管 VZD1,滤波电容 C60,为比较器 IC3(LM358)提供 12V 工作电源,VD12 为 IC3 提供基准压,经 R25,R26,R27 分压后送到 IC3 的 2
脚和 5 脚。 正常充电时，R33 上端有－的电压，此电压经 R10 加到 IC3 的 3 脚，从 1 脚输出高电平。1 脚输出的高电平信号分三路输出，第一路驱动 VT2 导通，散热风扇得开始工作，第二路经过电阻 R34 点亮双色二极管 LED2 中的红色发光二极管，第三路输入到 IC3 的 6 脚，此时 7 脚输出低电平，双色发光二极管 LED2 中的绿色发光二极管熄灭，充电器进入恒流充电阶段。当电池压升到左右时，充电器进入恒压充电阶段，流逐渐减小。当充电流减小到 200MA－300MA 时，R33 上端的电压下降，IC3 的 3 脚电压低于 2 脚，1 脚输出低电平，双色发光二极管 LED2 中的红色发光二极管熄灭，三极管 VT2 截止，风扇停止运转，同时 IC3 的 7 脚输出高电平，此高电平一路经过电阻 R35 点亮双色发光二极管 LED2 中的绿色发光二极管（指示电已经充满，此时并没有真正充满，实际上还得一两小时才能真正充满），另一路经 R52，VD18,R40,RP2 到达 IC2 的 1 脚，使输出电压降低，充电器进入200MA-300MA 的涓流充电阶段（浮充），改变 RP2 的电阻值可以调整充电器由恒流充电状态转到涓流充电状态的转折流（200－300MA）。 常见故障 这种类型充电器的常见故障有下面几种情况： 1、高压电路故障：该部分路出现问题的主要现象是指示灯不亮。通常还伴有保险丝烧断，此时应检查整流二极管 VD1-VD4 是否击穿，电容 C3 是否炸裂或者鼓包， VT2 是否击穿， R7,R4 是否开路，此时更换损坏的元件即可排除故障，若经常烧 VT1,且 VT1 不烫手，则应重点检查 R1,C4,VD5 等元器件，若 VT1 烫手，则重点检查开关变压器次级路中的元器件有无短路或者漏电。若红色指示灯闪烁，则故障多数是由 R2 或者 VD6 开路，变压器 T1 线脚虚焊引起。 2、低压电路故障：低压电路中最常见的故障就是电流检测电阻 R33 烧断，此时的故障现象是红灯一直亮，绿灯不亮，输出电压低，电瓶始终充不进电，另外，若 RP2 接触不良或者因振动导致阻值变化（充电器注明不可随车携带就是怕RP2 因振动而改变阻值），就会导致输出电压移。若输出电压偏高，电瓶会过充，严重时会失水－发烫，最终导致充爆，若输出电压偏低，会导致电瓶欠充，缩短其寿命。
直流电机工作原理图解 一.直流电机的物理模型图解释。 这是分析直流电机的物理模型图。其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的) 上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦
互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。 二.直流发电机的工作原理 直流发电机是机械能转换为直流电能的电气设备。 如何转换？分以下步骤说明： 设原动机拖动转子以每分转n转转动； 电机内部的固定部分要有磁场。这个磁场可以是如图示的磁铁也可以是磁极铁心上绕套线圈，再通过直流电产生磁场。其中 If 称之为励磁电流。这种线圈每个磁极上有一个，也就是，电机有几个磁极就有几个励磁线圈，这几个线圈串联（或并联）起来就构成了励磁绕组。这里要注意各线圈通过电流的方向不可出错。在以上条件下环外导体将感应电势，其大小与磁通密度 B 、导体的有效长度 l 和导体切割磁场速度 v 三者的乘积成正比，其方向用右手定则判断。 但是要注意某一根转子导体的电势性质是交流电。而经电刷输出的电动势确是直流电了。这便是直流发电机的工作原理。如下动画演示： 三.直流电动机的工作原理
常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。第一种是以UC3842驱动场效应管的单管开关电源，配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。其电原理图和元件参数见图表1)
220v交流电经TO双向滤波抑制干扰，D1整流为脉动直流，再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1（K1358）3脚为最大电流限制，调整 R25（2.5欧姆）的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器，其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为UC3842提供工作电源。D4为高频整流管（16A60V ）C10为低压滤波电容，D5 为12V稳压二极管，U3（TL431）为精密基准电压源，配合U2（光耦 合器4N35）起到自动调节充电器电压的作用。调整w2（微调电阻）可以细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。R27 是电流取样电阻（0.1欧姆，5w）改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200 —300 mA ）。 通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经R5,C8,C3,达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1 的6脚输出方波脉冲，Q1工作，电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3,R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4,C10整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7 （D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。第二路经R14,D5,C9,为LM358（双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正）及其外围电路提供12V工
无刷直流电机结构
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1. 磁回路分析法 图1-4 （摘自Freescale PZ104文档） 在图1-4中，当两头的线圈通上电流时，根据右手螺旋定则，会产生方向指向右的外加磁感应强度B（如粗箭头方向所示），而中间的转子会尽量使自己内部的磁力线方向与外磁力线方向保持一致，以形成一个最短闭合磁力线回路，这样内转子就会按顺时针方向旋转了。 “当转子磁场方向与外部磁场方向垂直时，转子所受的转动力矩最大”。注意这里说的是“力矩”最大，而不是“力”最大。诚然，在转子磁场与外部磁场方向一致时，转子所受磁力最大，但此时转子呈水平状态，力臂为0，当然也就不会转动了。 当转子转到水平位置时，虽然不再受到转动力矩的作用，但由于惯性原因，还会继续顺时针转动，这时若改变两头螺线管的电流方向，如下图所示，转子就会继续顺时针向前转动，见图1-5所示： 图1-5 （摘自Freescale PZ104文档） 如此不断改变两头螺线管的电流方向，内转子就会不停转起来了。改变电流方向的这一动作，就叫做换相（commutation）。注意：何时换相只与转子的位置有关，而与转速无关。 以上是两相两级无刷电机的工作原理，，下面我们来看三相两极无刷电机的构造。 2. 三相二极内转子电机结构 定子三相绕组有星形联结方式和三角联结方式，而“三相星形联结的二二导通方式”最常用。
图1-6 （修改自Freescale PZ104文档） 图1-6显示了定子绕组的联结方式（转子未画出），三个绕组通过中心的连接点以“Y”型的方式被联结在一起。整个电机就引出三根线A, B, C。当它们之间两两通电时，有6种情况，分别是AB, AC, BC, BA, CA, CB，图1-7(a)~(f)分别描述了这6种情况下每个通电线圈产生的磁感应强度的方向（红、兰色表示）和两个线圈的合成磁感应强度方向（绿色表示）。 在图(a)中，AB相通电，中间的转子（图中未画出）会尽量往绿色箭头方向对齐，当转子到达图(a)中绿色箭头位置时，外线圈换相，改成AC相通电，这时转子会继续运动，并尽量往图(b)中的绿色箭头处对齐，当转子到达图(b)中箭头位置时，外线圈再次换相，改成BC相通电，再往后以此类推。当外线圈完成6次换相后，内转子正好旋转一周（即360°）。再次重申一下：何时换相只与转子位置有关，而与转速无关。 图1-8中画出了换相前和换相后合成磁场方向的比较与转子位置的变化。一般来说，换相时，转子应该处于，比与新的合成磁力线方向垂直的位置不到一点的钝角位置，这样可以使产生最大的转矩的垂直位置正好处于本次通电的中间时刻。 (a) AB相通电情形(b) AC相通电情形
第三章直流电机的原理 本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。本章共有10节课，内容和时间分配如下： 1.掌握直流电机的结构及工作原理。（2节） 2.掌握直流电机绕组有关的结构。（2节） 3.掌握直流电机绕组的电枢反应。（1节） 4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。（1节） 5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。( 2.5节) 6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。( 1.5节) 第一节直流电机的基本工作原理 一直流电机的用途 直流电动机的优点： 1 调速范围广，易于平滑调节 2 过载、启动、制动转矩大 3 易于控制，可靠性高 4 调速时的能量损耗较小 缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。 应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。 直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。 二、直流电机的工作原理 原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。 为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。（一）直流发电机的工作原理 1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。 e=Blv。 B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。 正方向：用右手定则判断。电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势） 2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。 （1）构成： 磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。 励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。 电枢绕组：在N极和S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。 换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。换向器上压着固定不动的炭质电刷。 电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
工作原理 220V 交流电经LF1 双向滤波.VD1－VD4 整流为脉动直流电压, 再经C3 滤波后形成约300V 的直流电压,300V 直流电压经过启动电阻R4 为脉宽调制集 成电路IC1 的7 脚提供启动电压,IC1 的7 脚得到启动电压后,(7 脚电压高于14V 时, 集成电路开始工作),6 脚输出PWM脉冲, 驱动电源开关管( 场效应管) VT1 工作在开关状态, 流通过VT1 的S 极-D 极-R7- 接地端. 此时开关变压器 T1 的8-9 绕产生感应电压, 经VD6，R2 为IC1 的7 脚提供稳定的工作电压， 4 脚外接振荡阻R10 和振荡电容C7 决定IC1 的振荡频率, IC2(TL431) 为精密基准压源,IC4( 光耦合器4N35) 配合用来稳定充电压, 调整RP1(510 欧半可调电位器) 可以细调充电器的电压,LED1 是电源指示灯. 接通电源后该指示灯就会 发出红色的光。VT1 开始工作后, 变压器的次级6-5 绕组输出的电压经快速恢复 二极管VD60 整流,C18 滤波得到稳定的电压( 约53V). 此电压一路经二极管 VD70(该二极管起防止电池的电流倒灌给充电器的作用) 给电池充电, 另一路经限流电阻R38, 稳压二极管VZD1,滤波电容C60, 为比较器IC3(LM358) 提供12V 工作电源,VD12 为IC3 提供基准压, 经R25,R26,R27 分压后送到IC3 的2 脚
和5 脚。 正常充电时，R33 上端有0.18 －0.2V 的电压，此电压经R10 加到IC3 的3 脚，从1 脚输出高电平。1 脚输出的高电平信号分三路输出，第一路驱动VT2 导通，散热风扇得开始工作，第二路经过电阻R34 点亮双色二极管LED2 中的红色发光二极管，第三路输入到IC3 的6 脚，此时7 脚输出低电平，双色发光二极管LED2 中的绿色发光二极管熄灭，充电器进入恒流充电阶段。当电池压升到44.2V 左右时，充电器进入恒压充电阶段，流逐渐减小。当充电流减小到 200MA－300MA时，R33 上端的电压下降，IC3 的3 脚电压低于 2 脚，1 脚输出低电平，双色发光二极管LED2 中的红色发光二极管熄灭，三极管VT2 截止，风扇停止运转，同时IC3 的7 脚输出高电平，此高电平一路经过电阻R35 点亮双色发光二极管LED2 中的绿色发光二极管（指示电已经充满，此时并没有真正充满，实际上还得一两小时才能真正充满），另一路经R52，VD18,R40,RP2到达IC2 的1 脚，使输出电压降低，充电器进入200MA-300MA的涓流充电阶段（浮充），改变RP2 的电阻值可以调整充电器由恒流充电状态转到涓流充电状 态的转折流（200－300MA）。 常见故障 这种类型充电器的常见故障有下面几种情况： 1、高压电路故障：该部分路出现问题的主要现象是指示灯不亮。通常还伴 有保险丝烧断，此时应检查整流二极管VD1-VD4 是否击穿，电容C3 是否炸裂或者鼓包，VT2 是否击穿，R7,R4 是否开路，此时更换损坏的元件即可排除 故障，若经常烧VT1, 且VT1 不烫手，则应重点检查R1,C4,VD5 等元器件，若VT1 烫手，则重点检查开关变压器次级路中的元器件有无短路或者漏电。若红色指示灯闪烁，则故障多数是由R2 或者VD6 开路，变压器T1 线脚虚焊引起。 2、低压电路故障：低压电路中最常见的故障就是电流检测电阻R33 烧断，此时的故障现象是红灯一直亮，绿灯不亮，输出电压低，电瓶始终充不进电，另外，若RP2 接触不良或者因振动导致阻值变化（充电器注明不可随车携带就 是怕RP2 因振动而改变阻值），就会导致输出电压移。若输出电压偏高，电瓶 会过充，严重时会失水－发烫，最终导致充爆，若输出电压偏低，会导致电瓶欠 充，缩短其寿命。
直流电机 定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 直流电机的结构 直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。 直流电机的可逆运行原理 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理。当原动机驱动电枢绕组在主磁极N、S之间旋转时，电枢绕组上感生出电动势，经电刷、换向器装置整流为直流后，引向外部负载（或电网），对外供电，此时电机作直流发电机运行。如用外部直流电源，经电刷换向器装置将直流电流引向电枢绕组，则此电流与主磁极N.S.产生的磁场互相作用，产生转矩，驱动转子与连接于其上的机械负载工作，此时电机作直流电动机运行。 直流电机的分类 按结果主要分为直流电动机和直流发电机 按类型主要分为直流有刷电机和直流无刷电机 直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。 直流电机的励磁方式 1．他励直流电机 励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G 表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。