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發(fā)電機相關(guān)知識

電機相關(guān)知識

1、什么叫電機?

答:電機是將電池電能轉換成機械能的部件。

2、什么叫繞組?

答:電樞繞組是直流電機的核心部分,是銅質(zhì)漆包線(xiàn)繞制的線(xiàn)圈。當電樞繞組在電機的磁場(chǎng)中旋轉都會(huì )產(chǎn)生電動(dòng)勢。

3、什么叫磁場(chǎng)?

答:在永磁體或電流周?chē)l(fā)生的力場(chǎng)及凡是磁力所能達到的空間或磁力作用的范圍。

4、什么叫磁場(chǎng)強度?

答:定義載有 1 安培電流的無(wú)限長(cháng)導線(xiàn)在距離導線(xiàn) 1/2 米遠處的磁場(chǎng)強度為 1A/m (安培 / 米,國際單位制 SI );在 CGS 單位制(厘米 - 克 - 秒)中,為紀念奧斯特對電磁學(xué)的貢獻,定義載有 1 安培電流的無(wú)限長(cháng)導線(xiàn)在距離導線(xiàn) 0.2 厘米遠處的磁場(chǎng)強度為 10e (奧斯特),10e=1/4.103/m ,磁場(chǎng)強度通常用 H 表示。

5、什么叫安培定則?

答:用右手握住導線(xiàn),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(xiàn)的環(huán)繞方向。

6、什么叫磁通?

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

7、什么是定子?

答:有刷或無(wú)刷電機工作時(shí)不轉的部分。輪轂式有刷或無(wú)刷無(wú)齒電機的電機軸叫做定子,此種電機可以叫做內定子電機。

8、什么是轉子?

答:有刷或無(wú)刷電機工作時(shí)轉動(dòng)的部分。輪轂式有刷或無(wú)刷無(wú)齒電機的外殼叫做轉子,此種電機可以叫外轉子電機。

9、什么叫碳刷?

答:有刷電機里面頂在換相器表面,電機轉動(dòng)的時(shí)候,將電能通過(guò)轉相器輸送給線(xiàn)圈,由于其主要的成分是碳,稱(chēng)為碳刷,它是易磨損的。應定期維護更換,并清理積碳。

10、什么是刷握?

答:在有刷電機里面盛裝并保持碳刷位置的機械導槽。

11、什么是換相器?

答:有刷電機里面,具有相互絕緣的條狀金屬表面,隨電機轉子轉動(dòng)時(shí),條狀金屬交替接觸電刷的正負極,實(shí)現電機線(xiàn)圈電流方向的正負交替變化,完成有刷電機線(xiàn)圈的換相。

12、什么是相序?

答:無(wú)刷電機線(xiàn)圈的排列順序。

13、什么是磁鋼?

答:一般用于稱(chēng)呼高磁場(chǎng)強度的磁性材料,電動(dòng)車(chē)電機都采用釹鐵錋稀土磁鋼。

14、什么叫電動(dòng)勢?

答:由電機的轉子切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生,其方向與外加電源相反,故稱(chēng)為反電動(dòng)勢。

15、什么是有刷電機?

答:電機工作時(shí),線(xiàn)圈和換向器旋轉,磁鋼和碳刷不轉,線(xiàn)圈電流方向的交替變化是靠隨電機轉動(dòng)的換向器和電刷來(lái)完成的。在電動(dòng)車(chē)行業(yè)有刷電機分為高速有刷電機和低速有刷電機。有刷電機和無(wú)刷電機有很多區別,從字上可以看出有刷電機有碳刷,無(wú)刷電機沒(méi)有碳刷。

16、什么是無(wú)刷電機?

由于控制器提供不同電流方向的直流電,來(lái)達到電機里面線(xiàn)圈電流方向的交替變化。無(wú)刷電機的轉子和定子之間沒(méi)有電刷和換向器。

17、電機如何實(shí)現換相 ?

答:無(wú)刷或有刷電機在轉動(dòng)時(shí),電機里面線(xiàn)圈的通電方向需要交替變換,從而達到電機能連續轉動(dòng)。有刷電機的換相靠換相器和電刷共同完成,無(wú)刷電機靠控制器來(lái)完成。

18、什么是缺相?

答:無(wú)刷電機或無(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。表現為電機抖動(dòng)不能工作,或轉動(dòng)無(wú)力且噪音大??刂破髟谌毕酄顟B(tài)下工作是很容易燒毀的。

19、電機常見(jiàn)的種類(lèi)有哪幾種?

答:常見(jiàn)的電機有:有刷有齒輪轂電機、有刷無(wú)齒輪轂電機、無(wú)刷有齒輪轂電機、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機、側掛電機等。

20、從電機的種類(lèi)上怎么區分是高低速電機?

答: A 有刷有齒輪轂電機、無(wú)刷有齒輪轂電機屬于高速電機;

B 有刷無(wú)齒輪轂電機、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機屬于低速電機。

21、電機常見(jiàn)的種類(lèi)有哪幾種?

答:常見(jiàn)的電機有:有刷有齒輪轂電機、有刷無(wú)齒輪轂電機、無(wú)刷有齒輪轂電機、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機、側掛電機等。

22、從電機的種類(lèi)上怎么區分是高低速電機?

答: A 有刷有齒輪轂電機、無(wú)刷有齒輪轂電機屬于高速電機;

B 有刷無(wú)齒輪轂電機、無(wú)刷無(wú)齒輪轂電機屬于低速電機。

23、電機的功率是怎么定義的?

答:電機的功率是指電機所輸出的機械能與電源所提供的電能之比。

24、為什么要選擇電機的功率?選擇電機功率的意義何在?

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

25、一般直流無(wú)刷電機為什么要有三個(gè)霍爾?

答:簡(jiǎn)要的說(shuō),直流無(wú)刷電機為了能轉動(dòng),必須使定子線(xiàn)圈的磁場(chǎng)和轉子永久磁體的磁場(chǎng)之間始終存在一定的角度。轉子轉動(dòng)的過(guò)程也就是轉子磁場(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(xiàn)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為那三個(gè)霍爾肩負著(zhù)告訴控制器何時(shí)改變電流方向的任務(wù)。

26、無(wú)刷電機霍爾的耗電量大致范圍是多少?

答:無(wú)刷電機霍爾的耗電量大致范圍是 6mA-20mA 不等。

27、一般電機在多高的溫度下能夠正常工作?電機最多能夠承受多高的溫度?

答:如果測量電機蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度 25 度以上時(shí),表明電機的溫升已經(jīng)超出了正常的范圍,一般電機溫升應該在 20 度以下。一般電機線(xiàn)圈是由漆包線(xiàn)繞而成,而漆包線(xiàn)在溫度高于 150 度左右時(shí)其漆膜會(huì )因為溫度過(guò)高而脫落,造成線(xiàn)圈短路。當線(xiàn)圈溫度在 150 度以上時(shí)電機外殼所表現出的溫度在 100 度左右,所以如果以其外殼溫度為依據則電機所承受的最高溫度為 100 度。

28、電機的溫度應在 20 攝氏度以下,即電機端蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度應小于 20 攝氏度,但電機發(fā)熱超過(guò) 20 攝氏度的原因是什么?

答:電機發(fā)熱的直接原因是由于電流大引起的。一般可能是線(xiàn)圈短路或開(kāi)路、磁鋼退磁或電機效率低等造成,正常情況則是電機長(cháng)時(shí)間大電流運轉。

29、什么原因導致電機會(huì )發(fā)熱?這是一個(gè)怎樣的過(guò)程?

答:電機負載運行時(shí)電機內有功率損耗,最終都將變成熱能,這就會(huì )使電機溫度升高,超過(guò)了周?chē)h(huán)境溫度。電機溫度比環(huán)境溫度高出的值稱(chēng)為升溫。一旦有了升溫,電機就要向周?chē)?;溫度越高、散熱越快。當電機單位時(shí)間發(fā)出的熱量等于散出的熱量時(shí),電機溫度不再增加,而保持著(zhù)一個(gè)穩定不變的溫度,即處于發(fā)熱與散熱平衡的狀態(tài)。

30、一般電機允許溫升是多少?電機的溫升對電機中的哪個(gè)部分影響最大?是怎么定義的?

答:電機負載運行時(shí),從盡量發(fā)揮它的作用出發(fā),所帶負載即輸出功率越大越好(若不考慮機械強度)。但是輸出功率越大、損耗功率越大,溫度越高。我們知道,電機內耐溫最薄弱的東西是絕緣材料,如漆包線(xiàn)。絕緣材料耐溫有個(gè)限度,在這個(gè)限度內,絕緣材料的物理、化學(xué)、機械、電氣等各方面性能都很穩定,其工作壽命一般約為 20 年。超過(guò)這個(gè)限度,絕緣材料的壽命就急劇縮短,甚至會(huì )燒毀。這個(gè)溫度限度,稱(chēng)為絕緣材料的允許溫度。絕緣材料的允許溫度,就是電機的允許溫度;絕緣材料的壽命,一般就是電機的壽命。

環(huán)境溫度隨時(shí)間、地點(diǎn)而異,設計電機時(shí)規定取 40 攝氏度為我國標準環(huán)境溫度。因此絕緣材料或電機的允許溫度減去 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,電機常用的絕緣材料為 A 、 E 、 B 、 F 、 H 五種。

31、怎樣測量無(wú)刷電機的相角?

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

32、為什么任意一臺直流無(wú)刷控制器和直流無(wú)刷電機不能隨意接上就能正常轉動(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)刷電機在實(shí)際運動(dòng)中是這樣一個(gè)過(guò)程:電機轉動(dòng) ---- 轉子磁場(chǎng)方向改變 ---- 當定子磁場(chǎng)方向和轉子磁場(chǎng)方向的夾角到 60 度電角度時(shí) ---- 霍爾信號改變 ---- 相線(xiàn)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)方向和轉子磁場(chǎng)方向夾角為 120 度電角度 ---- 電機繼續轉動(dòng)。這樣我們就明白了,霍爾有六種正確的狀態(tài)。當特定的霍爾告訴控制器時(shí),控制器就有特定的相線(xiàn)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)。

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

答:都會(huì )倒至缺相現象,不能正常轉動(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)識別 60 度電機或 120 度電機,從而可以兼容適配二種電機,使得維修更換更加方便。

34、直流無(wú)刷控制器和直流無(wú)刷電機怎樣能倒出正確的相序?

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

35、如何用 120 度無(wú)刷控制器控制 60 度電機?

答:在無(wú)刷電機霍爾信號線(xiàn) b 相與控制器采樣信號線(xiàn)之間加方向線(xiàn)路即可。

36、有刷高速電機和有刷低速電機有什么直觀(guān)上的區別?

答: A. 高速電機有超越離合器,往一個(gè)方向轉輕松,往另一個(gè)方向轉費盡;低速電機雙向轉斗一樣輕松。

B. 高速電機的車(chē)轉動(dòng)時(shí)噪音較大,低速電機轉動(dòng)噪音較小。有經(jīng)驗的人很容易憑耳朵識別。

37、什么是電機的額定運行狀態(tài)?

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

38、電機的額定轉矩是怎么計算出來(lái)的?

答:點(diǎn)擊軸上輸出的額定轉矩可以用 T2n 表示,其大小是輸出的機械功率額定值除以轉交速度的額定值,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9.55改為 9550 。

故可以得出如果在電機額定功率相等的條件下,電機的轉速低其轉矩越大。

39、電機的啟動(dòng)電流是怎么定義的?

答:一般要求電機的啟動(dòng)電流不能超過(guò)其額定電流的 2~5 倍,這也是為什么在對控制器上作限流保護的一個(gè)重要原因。

40、市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電機轉速為什么越來(lái)越高?及有何影響?

答:供應商方面提速可以降低成本,同樣是低速點(diǎn)擊,速度高了線(xiàn)圈匝數就少了,也省了硅鋼片,磁鋼數目也少了,購買(mǎi)者認為高速就好。

額定速度工作時(shí),其功率不變,但在低速區時(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,對控制器的限流要求大,對電池也不好。

41、出現電機異常發(fā)熱情況怎么維修?

答:維修處理的方法一般為更換電機,或進(jìn)行維修保。

42、電機的空載電流大于參考表極限數據時(shí)表明電機出現了故障,產(chǎn)生的原因有哪些?怎么維修

答:點(diǎn)擊內部機械摩擦大;線(xiàn)圈局部短路;磁鋼退磁;直流電機換相器積碳。維修處理的方法一般那為更換電機,或更換碳刷,清理積碳。

43、各種電機的無(wú)故障最大極限空載電流是多少?

電機形式 額定電壓 24V 時(shí) 額定電壓 36V 時(shí)

側掛電機 2.2A 1.8A

高速有刷電機 1.7A 1.0A

低速有刷電機 1.0A 0.6A

高速無(wú)刷電機 1.7A 1.0A

低速無(wú)刷電機 1.0A 0.6A

44、電機空轉電流如何測量?

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,再電機不轉的情況下,記錄下此時(shí)萬(wàn)用表的最大電流 A1 。轉動(dòng)轉把,使電機高速空載轉動(dòng) 10s 以上,等待電機轉速穩定后,開(kāi)始觀(guān)察并記錄此時(shí)萬(wàn)用表的最大數值 A2 。電機空載電流 =A2-A1 。

45、如何識別電機的好壞?關(guān)鍵看哪些參數?

答:主要是空載電流和實(shí)際電流的大小,與正常值對比,及電機效率和扭矩的高低,以及電機的噪聲、振動(dòng)和發(fā)熱量,最好的方法是用測功機測試效率曲線(xiàn)。

46、應該怎么去選擇電機?根據什么去選擇電機?

答:電機選擇的最關(guān)鍵因素是電機額定功率的選擇。

電機額定功率選擇一般分為三個(gè)步驟:

第一步,計算負載功率 P

第二步,根據負載功率,預選電機的額定功率及其他。

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

切忌在滿(mǎn)足負載的要求下,電機的額定功率越小越經(jīng)濟。

第二步做好后,要根據環(huán)境溫度的不同進(jìn)行溫度校正,額定功率是在國家標準環(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(lái)充分利用電機的容量,應對電機的額定功率進(jìn)行修正。例如常年溫度偏低,電機世紀額定功率應比標準規定 Pn 高,相反,常年溫度偏高的,應降低額定功率使用。

總體來(lái)說(shuō),在環(huán)境溫度確定的情況下,選擇電機應根據現場(chǎng)狀態(tài)來(lái)定,現場(chǎng)狀態(tài)越能使電機接近額定工作狀態(tài)越好。

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