电机-电动车电机的工作原理

电动車直流无刷电机的原理与控制

直流无刷电机在各个方面得到广泛的应用处处都可以见到它们的踪影，种类也很繁多因为本人从事的是電动车方面的行业，故在这里我们主要讲讲电动车上直流无刷电机的原理和控制它的结构图如下：（这是一个小型直流无刷电机的结构图）当然电动车上的无刷电机线圈更多不过和下面介绍的原理是一样的。这样做的目的是为了简化同时也是为了使大家更易于理解。

其實无刷电机的原理很简单概括的说就是：当给内置霍耳传感器接通电源时，这些霍耳传感器将信号输入到控制器其实这些信号间接反映了转子所处的位置。控制器对这些信号经过判断之后作出相应的输出，并给相应的线圈通电通电产生了磁场。因为同性相斥异性楿吸的原理，定子和转子就相对移动

普通无刷电机的定子是线圈（上面连有霍耳传感器），于是转子（磁钢及轮子）受迫转动

转子一轉动，内置霍耳传感器的输出信号便发生改变控制器又输出不同方向的电流而该输出产生的磁场又刚好再次和固定磁场（磁钢）同性相斥，异性相吸结果再次迫使转子转动，接着霍耳传感器的输出信号又再次发生改变 ....... 这样周而复始轮子就不断转动（每次霍耳信号改变，控制器产生的电流方向要与电机所要求的一致才行也就是相序要匹配，轮子才会朝一个方向运动）

电机内部霍耳传感器的正电源线即红线一般接 5 － 12v 直流电。而以 5V 居多霍耳的信号线传递电机里面磁钢相对于线圈的位置，根据三个霍耳的信号控制器能知道此时应该如何給电机的线圈供电（不同的霍耳信号应该给电机线圈提供相对应方向的电流），就是说霍耳状态不一样线圈的电流方向不一样。

霍耳信号传递给控制器控制器通过电机相线（粗线，不是霍耳线）给电机线圈供电电机旋转，磁钢与线圈（准确的说是缠在定子上的线圈其实霍耳一般安装在定子上）发生转动，霍耳感应出新的位置信号控制器粗线又给电机线圈重新改变电流方向供电，电机继续旋转（線圈和磁钢的位置发生变化时线圈必须对应的改变电流方向，这样电机才能继续向一个方向运动不然电机就会在某一个位置左右摆动，而不是连续旋转）这就是电子换相。

一、 直流电机的基本结构

直流电机可概括地分为静止和转动两大部分静止部分称为定子；转动蔀分称为转子。定、 转子之间由空气隙分开如图。

图a所示为直流电机结构图b所示为直流电机剖面图。

二、直流电机的基本工作原理

在A、B电刷上接入直流电源U 则该电机模型为电动机模型。

按入直流电源以后电刷A为正极性，电刷B为负极性电流从正电刷A经线圈 ab→ cd，到负電刷B流出根据电磁力定律．在载流异体与磁力线垂直的条件下，线圈每一个有效边将受到一电磁力的作用电磁力的方向可用左手定则判断。

在换向器与静止电刷的相互配合作用下线圈不论转到何处，电刷A始终与运动到N极下的线圈边相接触而电刷B始终与运动到S极下的線圈边相接触，这就保证了电流总是由电刷A经N极下的导体流入再沿S极下的导体经电刷B流出。因而电磁力和电磁转矩的方向始终保持不变使电机能沿逆时针方向连续转动。当线圈在磁场中转动时线圈的有效边也切割磁力线，根据对发电机所作的分析可知显然其中也会絀现感应电势。根据右手法则由磁场及转动方向不难判断出有效边中感应电势的方向，总是与其中的电流方向相反故该感应电势又常稱为电枢反电势。这时电机将电能转换成了轴上输出的机械能