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關(guān)于電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)問(wèn)答

★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。

★什么叫繞組？

答：電樞繞組是直流電機(jī)的核心部分，是銅質(zhì)漆包線繞制的線圈。當(dāng)電樞繞組在電機(jī)的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)都會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

★什么叫磁場(chǎng)？

答：在永磁體或電流周圍所發(fā)生的力場(chǎng)及凡是磁力所能達(dá)到的空間或磁力作用的范圍。

 ★什么叫磁場(chǎng)強(qiáng)度？

答：定義載有 1 安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線 1/2 米遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 1A/m （安培 / 米，國(guó)際單位制 SI ）；在 CGS 單位制（厘米 - 克 - 秒）中，為紀(jì)念?yuàn)W斯特對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn)，定義載有 1 安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線 0.2 厘米遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 10e （奧斯特）， 10e=1/4.103/m ，磁場(chǎng)強(qiáng)度通常用 H 表示。

 ★什么叫安培定則？【重慶電機(jī)維修】

答：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指的方向跟電流方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。

 ★什么叫磁通？

答：磁通又叫磁通量：設(shè)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，平面的面積為 S ，我們定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與面積 S 的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。

 ★什么是定子？

答：有刷或無(wú)刷電機(jī)工作時(shí)不轉(zhuǎn)的部分。輪轂式有刷或無(wú)刷無(wú)齒電機(jī)的電機(jī)軸叫做定子，此種電機(jī)可以叫做內(nèi)定子電機(jī)。

 ★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)的外殼叫做轉(zhuǎn)子，此種電機(jī)可以叫外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

★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)轉(zhuǎn)相器輸送給線圈，由于其主要的成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換，并清理積碳。

 ★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。

 ★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。

 ★什么是相序？

答：無(wú)刷電機(jī)線圈的排列順序。

 ★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)都采用釹鐵錋稀土磁鋼。

★什么叫電動(dòng)勢(shì)？

答：由電機(jī)的轉(zhuǎn)子切割磁力線而產(chǎn)生，其方向與外加電源相反，故稱為反電動(dòng)勢(shì)。

 ★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靠隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器和電刷來(lái)完成的。在電動(dòng)車行業(yè)有刷電機(jī)分為高速有刷電機(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

 ★什么是低速有刷電機(jī)？有何特點(diǎn)？

答：在電動(dòng)車行業(yè)中，低速有刷電機(jī)是指輪轂式低速大轉(zhuǎn)矩?zé)o齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)定轉(zhuǎn)子相對(duì)轉(zhuǎn)速就是車輪的轉(zhuǎn)速。定子上的磁鋼為 5~7 對(duì)，轉(zhuǎn)子電樞的槽數(shù)為 39~57 個(gè)。由于電樞繞組固定在輪子外殼內(nèi)，借助轉(zhuǎn)動(dòng)的外殼，熱量容易散發(fā)。轉(zhuǎn)動(dòng)的外殼又編織著 36 根輻條，更有利熱的傳導(dǎo)。

★有刷有齒電機(jī)的特點(diǎn)？

答：有刷電機(jī)中因?yàn)橛须娝ⅲ渲饕[患就是“電刷磨損”，用戶應(yīng)該注意到有刷電機(jī)又分為有齒和無(wú)齒兩種。目前許多廠家選用有刷有齒電機(jī)，它是一種高速電機(jī)，所謂“有齒”就是通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)，將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)低（因國(guó)標(biāo)規(guī)定電動(dòng)車時(shí)速不得超過(guò) 20 公里，故電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在 170 轉(zhuǎn) / 每分鐘左右）。由于是高速電機(jī)通過(guò)齒輪減速，其特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)騎行者感覺(jué)動(dòng)力強(qiáng)勁，而且爬坡能力較強(qiáng)。但是電動(dòng)輪轂是封閉的，只是在出廠前加注了潤(rùn)滑劑，用戶很難進(jìn)行日常保養(yǎng)，而且齒輪本身也有機(jī)械磨損，一年左右因潤(rùn)滑不足導(dǎo)致齒輪磨損加劇，噪音增大，使用時(shí)電流也增大，影響電機(jī)和電池壽命。

 ★什么是無(wú)刷電機(jī)？

由于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)有電刷和換向器。

 ★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)的換相靠換相器和電刷共同完成，無(wú)刷電機(jī)靠控制器來(lái)完成。

 ★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爾缺相。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。控制器在缺相狀態(tài)下工作是很容易燒毀的。

 ★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)刷有齒輪轂電機(jī)、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機(jī)、側(cè)掛電機(jī)等。

 ★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)。

★電機(jī)的功率是怎么定義的？

答：電機(jī)的功率是指電機(jī)所輸出的機(jī)械能與電源所提供的電能之比。

 ★為什么要選擇電機(jī)的功率？選擇電機(jī)功率的意義何在？

答：電機(jī)額定功率的選擇是一個(gè)很重要很復(fù)雜的問(wèn)題。負(fù)載時(shí)，如果電機(jī)額定功率過(guò)大，電機(jī)就經(jīng)常處于輕載運(yùn)行，電機(jī)本身的容量得不到充分的發(fā)揮，變成“大馬拉小車”，同時(shí)電機(jī)運(yùn)行效率低、性能不好，都會(huì)增加運(yùn)行費(fèi)用。反過(guò)來(lái)，電機(jī)額定功率要求得小，那便是“小馬拉大車”，電機(jī)電流超過(guò)額定電流，電機(jī)內(nèi)耗損加大，效率低時(shí)小事，重要的是影響電機(jī)的壽命，即使過(guò)載不多，電機(jī)的壽命也會(huì)減少較多；過(guò)載較多，會(huì)破壞電機(jī)絕緣材料的絕緣性能甚至燒毀。當(dāng)然，電機(jī)額定功率小，可能根本就拖動(dòng)不了負(fù)載，會(huì)使電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于啟動(dòng)狀態(tài)而過(guò)熱損壞。所以應(yīng)該嚴(yán)格按照電動(dòng)車運(yùn)行情況選定電機(jī)的額定功率。

 ★一般直流無(wú)刷電機(jī)為什么要有三個(gè)霍爾？

答：簡(jiǎn)要的說(shuō)，直流無(wú)刷電機(jī)為了能轉(zhuǎn)動(dòng)，必須使定子線圈的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子永久磁體的磁場(chǎng)之間始終存在一定的角度。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程也就是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向改變的過(guò)程，為了使二者磁場(chǎng)存在角度，到一定的程度后，定子線圈的磁場(chǎng)方向必須改變。那么怎么知道要改變定子磁場(chǎng)的方向了呢？那就靠那三個(gè)霍爾了。可以認(rèn)為那三個(gè)霍爾肩負(fù)著告訴控制器何時(shí)改變電流方向的任務(wù)。

★無(wú)刷電機(jī)霍爾的耗電量大致范圍是多少？

答：無(wú)刷電機(jī)霍爾的耗電量大致范圍是 6m A-20m A 不等。

 ★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)超出了正常的范圍，一般電機(jī)溫升應(yīng)該在 20 度以下。一般電機(jī)線圈是由漆包線繞而成，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。

 ★電機(jī)的溫度應(yīng)在 20 攝氏度以下，即電機(jī)端蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度應(yīng)小于 20 攝氏度，但電機(jī)發(fā)熱超過(guò) 20 攝氏度的原因是什么？

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、磁鋼退磁或電機(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)。

★什么原因?qū)е码姍C(jī)會(huì)發(fā)熱？這是一個(gè)怎樣的過(guò)程？

答：電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)電機(jī)內(nèi)有功率損耗，最終都將變成熱能，這就會(huì)使電機(jī)溫度升高，超過(guò)了周圍環(huán)境溫度。電機(jī)溫度比環(huán)境溫度高出的值稱為升溫。一旦有了升溫，電機(jī)就要向周圍散熱；溫度越高、散熱越快。當(dāng)電機(jī)單位時(shí)間發(fā)出的熱量等于散出的熱量時(shí)，電機(jī)溫度不再增加，而保持著一個(gè)穩(wěn)定不變的溫度，即處于發(fā)熱與散熱平衡的狀態(tài)。

 ★怎樣測(cè)量無(wú)刷電機(jī)的相角？

答：接通控制器電源，由控制器給霍爾元件供電，就可以檢測(cè)到無(wú)刷電機(jī)的相角了。方法如下：用萬(wàn)能表的 +20V 直流電壓檔，并將紅表筆接 +5V 線，黑筆分別測(cè)量三個(gè)引線的高低電壓，按 60 度及 120 度電機(jī)的換相表對(duì)照即可。

 ★為什么任意一臺(tái)直流無(wú)刷控制器和直流無(wú)刷電機(jī)不能隨意接上就能正常轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)？為什么直流無(wú)刷會(huì)有倒相序之說(shuō)？

答：一般來(lái)說(shuō)直流無(wú)刷電機(jī)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中是這樣一個(gè)過(guò)程：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) ---- 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向改變 ---- 當(dāng)定子磁場(chǎng)方向和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向的夾角到 60 度電角度時(shí) ---- 霍爾信號(hào)改變 ---- 相線電流方向改變 ---- 定子磁場(chǎng)向前跨越 60 度電角度 ---- 定子磁場(chǎng)方向和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向夾角為 120 度電角度 ---- 電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣我們就明白了，霍爾有六種正確的狀態(tài)。當(dāng)特定的霍爾告訴控制器時(shí)，控制器就有特定的相線輸出狀態(tài)。所以倒相序就是要完成這樣的一個(gè)任務(wù)，就是使定子的電角度始終按一個(gè)方向以 60 度電角度步進(jìn)。

★如果 60 度的無(wú)刷控制器用在 120 度的無(wú)刷電機(jī)上會(huì)有什么狀況？反之又如何？

答：都會(huì)倒至缺相現(xiàn)象，不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)；但捷能所采用的控制器是一種智能型無(wú)刷控制器能夠自動(dòng)識(shí)別 60 度電機(jī)或 120 度電機(jī)，從而可以兼容適配二種電機(jī)，使得維修更換更加方便。

 ★直流無(wú)刷控制器和直流無(wú)刷電機(jī)怎樣能倒出正確的相序？

答：第一步要保證霍爾線的電源線和地線與控制器上相對(duì)應(yīng)的線插好，而三個(gè)電機(jī)霍爾線與三個(gè)電機(jī)線對(duì)控制器的接法共有 36 種，最簡(jiǎn)單而笨的方法是每種狀態(tài)逐一試驗(yàn)。換接時(shí)可以不斷電進(jìn)行，但一定要仔細(xì)，也要有一定的次序。要注意每次擰轉(zhuǎn)不要太大，如果電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不順利，則這種狀態(tài)就是不對(duì)的，轉(zhuǎn)把擰的太大就有損控制器，如果出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的情況，在知道控制器的相序的情況下就是把控制器霍爾線 a 、 c 互換，點(diǎn)擊線 A 相與 B 相互換，即可倒為正轉(zhuǎn)。最后驗(yàn)證接得正確方法是大電流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)正常。

 ★如何用 120 度無(wú)刷控制器控制 60 度電機(jī)？

答：在無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)線 b 相與控制器采樣信號(hào)線之間加方向線路即可。

★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，往一個(gè)方向轉(zhuǎn)輕松，往另一個(gè)方向轉(zhuǎn)費(fèi)盡；低速電機(jī)雙向轉(zhuǎn)斗一樣輕松。

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。【重慶直流電機(jī)維修】

 ★什么是電機(jī)的額定運(yùn)行狀態(tài)？

答：在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，若各個(gè)物理量都與它的額定值一樣，就稱為額定運(yùn)行狀態(tài)，在額定運(yùn)行狀態(tài)下工作，電機(jī)能可靠的運(yùn)行，并具有最好的綜合性能。

 ★電機(jī)的啟動(dòng)電流是怎么定義的？

答：一般要求電機(jī)的啟動(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)控制器上作限流保護(hù)的一個(gè)重要原因。

★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：供應(yīng)商方面提速可以降低成本，同樣是低速點(diǎn)擊，速度高了線圈匝數(shù)就少了，也省了硅鋼片，磁鋼數(shù)目也少了，購(gòu)買者認(rèn)為高速就好。

★額定速度工作時(shí)，其功率不變，但在低速區(qū)時(shí)效率明顯低了，也就是啟動(dòng)無(wú)力。

★效率低，需要用大電流啟動(dòng)，騎行時(shí)電流也大，對(duì)控制器的限流要求大，對(duì)電池也不好。

★出現(xiàn)電機(jī)異常發(fā)熱情況怎么維修？

答：維修處理的方法一般為更換電機(jī)，或進(jìn)行維修保。

★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：點(diǎn)擊內(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那為更換電機(jī)，或更換碳刷，清理積碳。

★電機(jī)空轉(zhuǎn)電流如何測(cè)量？

答：將萬(wàn)用表置于 20A 檔位，將紅黑表筆竄連接在控制器的電源輸入端。打開(kāi)電源，再電機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下，記錄下此時(shí)萬(wàn)用表的最大電流 A1 。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)把，使電機(jī)高速空載轉(zhuǎn)動(dòng) 10s 以上，等待電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，開(kāi)始觀察并記錄此時(shí)萬(wàn)用表的最大數(shù)值 A2 。電機(jī)空載電流 =A2-A1 。

★電動(dòng)車常用電機(jī)的比較：

電機(jī)形式

傳動(dòng)形式

電機(jī)效率

爬坡性能

維護(hù)周期

體積

維護(hù)內(nèi)容

噪音

成本

無(wú)刷無(wú)齒

無(wú)刷低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)

〉 80%

一般

無(wú)

大

無(wú)

小

低

無(wú)刷有齒

高速無(wú)刷電機(jī)、行星齒輪減速

〉 83%

好

3 年左右

小

潤(rùn)滑齒輪

中

高

有刷有齒

高速有刷電機(jī)、 2 級(jí)齒輪減速

〈 78%

好

1 年左右

大

更換碳刷、潤(rùn)滑齒輪

大

高

有刷無(wú)齒

低速有刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)

〈 76%

差

2 年左右

小

更換碳刷、清理積碳

小

低

★如何識(shí)別電機(jī)的好壞？關(guān)鍵看哪些參數(shù)？

答：主要是空載電流和騎行電流的大小，與正常值對(duì)比，及電機(jī)效率和扭矩的高低，以及電機(jī)的噪聲、振動(dòng)和發(fā)熱量，最好的方法是用測(cè)功機(jī)測(cè)試效率曲線。

★ 180W 和 250W 電機(jī)有何區(qū)別？對(duì)控制器有何要求？

答： 250W 的騎行電流大，對(duì)控制器的功率余量及可靠性要求較高。

★為什么在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，電動(dòng)車的騎行電流會(huì)因電機(jī)的額定不同而不同？

答：眾所周知，標(biāo)準(zhǔn)條件下，以額定負(fù)載 160W 來(lái)計(jì)算，在 250W 的直流電機(jī)上騎行電流為 4 — 5A 左右，而在 350W 直流電機(jī)上騎行電流略高一些。舉個(gè)例子：如果電池電壓為 48V ，兩個(gè)電機(jī) 250W 和 350W ，其額定效率點(diǎn)都為 80% ，則 250W 電機(jī)的額定工作電流為 6.5A 左右，而 350W 電機(jī)的額定工作電流為 9A 左右。而一般電機(jī)的效率點(diǎn)是工作電流偏離額定工作電流越遠(yuǎn)，其值越小，同在 4 — 5A 的負(fù)載情況下，在 250W 的電機(jī)效率為 70% ， 350W 的電機(jī)效率為 60% ，則在 5A 的負(fù)載下，250W 的輸出功率為 48V*5A*70%=168W

350W 的輸出功率為 48V*5A*60%=144W

而 350W 電機(jī)為了使輸出功率滿足騎行要求即達(dá)到 168W （差不多是額定負(fù)載），則只有使電源增加，從而使效率點(diǎn)增高。

★為什么在同樣的環(huán)境下， 350W 的電機(jī)要比 250W 的電機(jī)的電動(dòng)車的續(xù)行里程短？

答：由于同樣的環(huán)境下， 350W 電機(jī)的電動(dòng)車騎行電流大所以在電池一樣的情況下，其續(xù)行里程會(huì)短。