關(guān)于青島東元電機(jī)、蘇州東元電機(jī)、西門子電機(jī)、貝得電機(jī)、貝能電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)問答

★一般直流無刷電機(jī)為什么要有三個(gè)霍爾？

答：簡(jiǎn)要的說，直流無刷電機(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)的過程也就是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向改變的過程，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?？梢哉J(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)。

★無刷電機(jī)霍爾的耗電量大致范圍是多少？

答：無刷電機(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^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)端蓋的溫度超過環(huán)境溫度應(yīng)小于 20 攝氏度，但電機(jī)發(fā)熱超過 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)。

★一般點(diǎn)擊允許溫升是多少？電機(jī)的溫升對(duì)電機(jī)中的哪個(gè)部分影響最大？是怎么定義的？

答：電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，從盡量發(fā)揮它的作用出發(fā)，所帶負(fù)載即輸出功率越大越好（若不考慮機(jī)械強(qiáng)度）。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機(jī)內(nèi)耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個(gè)限度，在這個(gè)限度內(nèi)，絕緣材料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電氣等各方面性能都很穩(wěn)定，其工作壽命一般約為 20 年。超過這個(gè)限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至?xí)龤?。這個(gè)溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。絕緣材料的允許溫度，就是電機(jī)的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機(jī)的壽命。

環(huán)境溫度隨時(shí)間、地點(diǎn)而異，設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)規(guī)定取 40 攝氏度為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度。因此絕緣材料或電機(jī)的允許溫度減去 40 攝氏度即為允許溫升，

不同絕緣材料的允許溫度是不一樣的，按照允許溫度的高低，電機(jī)常用的絕緣材料為 A 、 E 、 B 、 F 、 H 五種。按環(huán)境溫度為 40 攝氏度計(jì)算，這五種絕緣材料及其允許溫度和允許溫升如下表所示：

等級(jí) 絕緣材料 允許溫度 允許溫升

A 經(jīng)過浸漬處理的棉、絲、紙板、木材等，普通絕緣漆 105 65

E 環(huán)氧樹脂、聚脂薄膜、青殼紙，三酸纖維，高度絕緣漆 120 80

B 用提高了耐熱性能的有機(jī)漆作粘合劑的云母、石棉、和玻璃纖維組合物 130 90

F 用耐熱優(yōu)良的環(huán)氧樹脂粘合或浸漬的云母、石棉和玻璃纖維組合物 155 115

H 用硅有樹脂粘合或浸漬的云母、石棉或玻璃纖維組合物，硅有橡膠 180 140

★怎樣測(cè)量無刷電機(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)到無刷電機(jī)的相角了。方法如下：用萬能表的 +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)直流無刷控制器和直流無刷電機(jī)不能隨意接上就能正常轉(zhuǎn)動(dòng)起來？為什么直流無刷會(huì)有倒相序之說？

答：一般來說直流無刷電機(jī)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中是這樣一個(gè)過程：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 度的無刷控制器用在 120 度的無刷電機(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。

★直流無刷控制器和直流無刷電機(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 度無刷控制器控制 60 度電機(jī)？

答：在無刷電機(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。

★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)的額定轉(zhuǎn)矩是怎么計(jì)算出來的？

答：點(diǎn)擊軸上輸出的額定轉(zhuǎn)矩可以用 T2n 表示，其大小是輸出的機(jī)械功率額定值除以轉(zhuǎn)交速度的額定值，即 T2n=Pn 其中 Pn 的單位為 W 、 Nn 的單位為 r/min 、 T2n 單位是 N.M, 如果 PNM 單位用 KN ，系數(shù) 9.55 改為 9550 。

故可以得出如果在電機(jī)額定功率相等的條件下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速低其轉(zhuǎn)矩越大。

★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。

★各種電機(jī)的無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) 2.2A 1.8A

高速有刷電機(jī) 1.7A 1.0A

低速有刷電機(jī) 1.0A 0.6A

高速無刷電機(jī) 1.7A 1.0A

低速無刷電機(jī) 1.0A 0.6A

★電機(jī)空轉(zhuǎn)電流如何測(cè)量？

答：將萬用表置于 20A 檔位，將紅黑表筆竄連接在控制器的電源輸入端。打開電源，再電機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下，記錄下此時(shí)萬用表的最大電流 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，開始觀察并記錄此時(shí)萬用表的最大數(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

無刷無齒 無刷低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng) 〉 80% 一般 無 大 無 小 低

無刷有齒 高速無刷電機(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。

★對(duì)于電動(dòng)助力車廠家應(yīng)該怎么去選擇電機(jī)？根據(jù)什么去選擇電機(jī)？

答：對(duì)于電動(dòng)車來說其電機(jī)選擇的最關(guān)鍵因素是電機(jī)額定功率的選擇。

電機(jī)額定功率選擇一般分為三個(gè)步驟：

第一步，計(jì)算負(fù)載功率 P

第二步，根據(jù)負(fù)載功率，預(yù)選電機(jī)的額定功率及其他。

第三步，校核預(yù)選電機(jī)。一般先校核發(fā)熱溫升，再校核過載能力，必要時(shí)校核啟動(dòng)能力。都通過了，預(yù)選的電機(jī)便選定了；通不過從第二步重新進(jìn)行，直到通過為止。

切忌在滿足負(fù)載的要求下，電機(jī)的額定功率越小越經(jīng)濟(jì)。

第二步做好后，要根據(jù)環(huán)境溫度的不同進(jìn)行溫度校正，額定功率是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度為 40 攝氏度前提下進(jìn)行的。若環(huán)境溫度常年都較低或都比較高，未來充分利用電機(jī)的容量，應(yīng)對(duì)電機(jī)的額定功率進(jìn)行修正。例如常年溫度偏低，電機(jī)世紀(jì)額定功率應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 Pn 高，相反，常年溫度偏高的，應(yīng)降低額定功率使用。

總體來說，在環(huán)境溫度確定的情況下，選擇電動(dòng)車的電機(jī)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)車的騎行狀態(tài)來定，電動(dòng)車的騎行狀態(tài)越能使電機(jī)接近額定工作狀態(tài)越好，而電動(dòng)車的騎行狀態(tài)一般是根據(jù)路況而定的。如天津市路面平整，則小功率電機(jī)足夠；如果要用較大功率的電機(jī)，則會(huì)造成能源的浪費(fèi)，造成續(xù)行里程短。如果在重慶山路多，則適宜用功率較大的電機(jī)。

★ 60 度直流無刷電機(jī)比 120 度直流無刷電機(jī)更有勁，對(duì)嗎？為什么？

答：從市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)在和很多客戶溝通的時(shí)候，普遍存在著這樣一個(gè)謬誤！認(rèn)為 60 度電機(jī)比 120 度有勁。我們認(rèn)為這大概是生產(chǎn) 60 度無刷電機(jī)廠家的一種宣傳。從無刷電機(jī)的原理上以及事實(shí)證明，其實(shí) 60 度電機(jī)也好， 120 度電機(jī)也罷！所謂度數(shù)只是用來告訴無刷控制器什么時(shí)候該讓惦記的哪兩根相線導(dǎo)通而已。根本沒有誰比誰更有勁之說！ 240 度和 300 度也是一樣，沒有誰比誰更有勁之說。