关于鱼缸变频静音水泵关键部件电机详解

电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车车轮旋转的部件。电枢组是直流电机有核心部分，是铜质漆包线绕制的线圈，当电枢绕组在电机有磁场中旋转都会产生感生电动势。在永磁体或电流周围所发生的力场及凡是磁力所能达到有空间或磁力作用的范围。 定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2米远处的磁场强度为1A/M（安/米，国际单位制SI）；在CGS单位制（厘米-克-秒）中，为纪念奥斯 特对电磁学的贡献，定义载有1安培电流的无限长导线的距离导线0.2厘米远处的磁场强度为10E（奥斯特），10E=1/4.103A/M。磁场强度通常 用H表示。

安培定则是用右手握住导线，让伸直的大拇指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。关于磁通，磁通又叫磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直有平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，我们定义磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。

电机定子和电机转子，有刷或无刷电机工作时不转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫定子，此种电机可以叫内定子电机。有刷或无刷电机工作时转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫转子，此种电机可以叫外转子电机。

电机碳刷，刷握，换向器，有刷电机里面顶在换向器表面，电机转动的时候，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。有刷电机里面，具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电机线圈的换向。

电机相序、磁钢、反电动势是指无刷电机线圈的排列顺序。一般用于称呼高磁场强度的磁性材料，电动车电机者采用钕铁硼稀土磁钢。由电机的转子切割磁力线而产生，其方向与外加电源相反，故称为反电动势。

有刷电机是指电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转线圈电流方向的交替变化是靠随电机转动的换向器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别，从名字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机没有碳刷。

低速有刷电机及特点， 在电动车行业中，低速有刷电机是指轮毂式低速大转矩无齿轮传动有刷直流电动机，电机定转子相对转速就是车轮的转速。定子上的磁钢为5—7对，转子电枢的槽 数为39-57个，由于电枢绕组固定在转子外壳内，借助转动的外壳，热量容易散发。转动的外壳又编制着36根辐条，更有力热的传导。

有刷有齿电机的特点， 有刷电机中因为有电刷，其主要隐患就是“电刷磨损”，用户应该注意到有刷电机又分为有齿和无齿两种。目前许多厂家选用有刷有齿电机，它是一种高速电机，所 谓“有齿”就是通过齿轮减速机构，将电机转速调低（因国标规定电动自行车时速不得超过20公里，故电机转速应在170转每分钟左右）。由于是高速电机通过 齿轮减速，其特点是启动时骑行者感觉动力强劲，而且爬坡能力较强。但是电动轮毂是封闭的，只是在出厂前加注了润滑剂（油），用户很难进行日常保养，而且齿 轮本身也有机械磨损，一年左右因润滑油不足倒置齿轮磨损加剧，噪音增大，使用时电流也增大，影响电机和电池寿命。
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什么是无刷电机， 电机换向方式，由控制器提供不同电流方向的直流电，来达到电机里面线圈电流方向的交替变化。无刷电机的转子和定子之间没有电刷和换向器。无刷或有刷电机在转动时，电机里面线圈的通电方向需要交替交换，从而达到电机能连续转动。有刷电机的换向靠换向器和电刷共同完成，无刷电机靠控制器来完成。

什么是缺相，电机常见的种类有哪几种？？无刷电机或无刷控制器的三相电路中，有一相不能工作。缺相分主缺相和霍尔缺相。表现为电机抖动不能工作，或转动无力且噪音大。控制器在缺相状态下工作时很容易烧毁的。常见的电机：有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷由此轮毂电机、侧挂电机等。

从电机的种类上怎么区分是高低速电机， 电机的效率是怎么定义的？A.有刷有齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机属于高速电机；有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机属于低速电机。电机的效率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。用字母“η”表示。

为什么要选择电机的功率？选择电机功率的意义何在？ 电机额定功率的选择是一个很重要又很复杂的问题。负载时，如果电机额定功率过大，电机就经常处于轻载运行，电机本身的容量得不到充分发挥，变成“大马拉小 车”，电机电流超过额定电流，电机内损耗加大，效率降低是小事，重要的是影响电机的寿命，即使过载不多，电机的寿命也会减少较多，会破坏电机绝缘材料的绝 缘性能甚至烧毁。当然，电机额定功率小，可能根本就拖动不了负载，会使电机长时间处于起动状态而过热损坏。所以应该严格按照电动车运行情况选定电机的额定 功率。

无刷电机是如何分类的？从相角上可分为两个大类，即分为60°和120°相位角的无刷电机；按速度分，可分为高速无刷电机和低速无刷电机；按电机是否具有位置传感器来分，又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。

什么是无位置传感器无刷电机？对于无位置传感器无刷电机，必须要先将电动车用脚蹬起来，使电机具有一定的旋转速度以后，控制器才能识别到无刷电机的相位，之后控制器才能对电机供电。因其不能实现零速启动，所以用得很少。但其因为没有传感器，所以少了一个故障点，而且其成本更低。

一般直流无刷电机为什么要有三个霍尔？简要地说，直流无刷电机为了能转动，必须是定子线圈的磁场和转子永久磁体的磁场之间始终存在一定的角度。转子转动的过程也就是转子磁场方向改变的过程，为 了使二者磁场存在角度，到一定的程度后，定子线圈的磁场方向必须改变。那么怎么知道要改变定子磁场方向了呢？那就靠那三个霍尔了。可以认为那三个霍尔肩负 着告诉控制器何时改变电流方向的任务。

无刷电机霍尔的耗电量大值范围是多少？无刷电机霍尔的耗电量大值范围是6MA-20MA不等。无刷电机霍尔的电压范围是多少？无刷电机霍尔的电压范围一般是在3-24V。

一般电机在多高的温度下能够正常工作？电机最多能够承受多高的温度？如果车辆电机盖的温度超过环境温度25度以上时，表明电机温升已经超出了正常范围，一般电机的温升应该在20度以下。一般电机线圈是由漆包线绕制而成，而 漆包线在温度高于150度左右时其漆膜会因为温度过高而脱落，造成线圈短路。当线圈温度在150度以上时电机外壳所表现出的温度在100度左右，所以如果 以其外壳温度为依据则电机所承受的最高温度为100度左右。

电机的温升应在20°C以下，即电机端盖的温度超过环境温度应小于20°C，但电机发热超过20°C的原因是什么？电机发热的直接原因是由于电流大引起的。一般可能是线圈短路或开路、磁钢退磁或电机效率低等造成，正常情况则使电机长时间电流运转。

什么原因导致电机会发热？这是一个怎样的过程？ 电机负载运行时电机内有功率损耗，最终都将变成热能，这就会使电机温度升高，超过了周围环境温度。电机温度比环境温度高出的值称为温升。一旦有了温升，电 机就要向周围散热；温升越高、散热越快。当电机单位时间发出的热量等于散出的热量时，电机温度不再增加，而保持着一个稳定不变的温度，即处于发热与散热平 衡的状态。

一般电机的允许温升是多少？电机的温升对电机的哪个部分影响最大？是怎么定义的？电机负载运行时，从尽量发挥它的 作用出发，所带负载及输出功率越大越好（若不考虑机械强度）。但是输出功率越大、损耗功率△p越大，温升越高。我们知道，电机内耐温最薄弱的东西是绝缘材 料，如漆包线。绝缘材料耐温有个限度，在这个限度内，绝缘材料的物理、化学、机械、电气等各方面性能比较稳定，其工作寿命一般约为20年。超过了这个限 度，绝缘材料的寿命就急剧缩短，甚至会烧毁。这个温度限度，称为绝缘材料的允许温度。绝缘材料的允许温度，就是电机的允许温度；绝缘材料的寿命一般就是电 机的寿命。

环境温度随时间、地点而异，设计电机时规定40°C为我国的标准环境温度。因此绝缘材料或电机的允许温度减去40°C即为允许温升，用tmax表示。不同绝缘材料的允许温度是不一样的，按照允许温度的高低，电机常用的绝缘材料分为A、E、B、F、H五种。按环境温度为40°C计算，这五种绝缘材料及其允许温度和允许温升如下表所示：等级 绝缘材料 允许温度°C 允许温升°C

Ａ 经过浸渍处理的棉、丝、木材等，普通绝缘漆。 １０５ ６５

Ｅ 环氧树脂、聚酯薄膜、青壳纸、三醋酸纤维薄膜，高强度绝缘漆。 １２０ ８０

Ｂ 用提高了耐热性能的有机漆做粘合剂的云母、石棉和玻璃纤维组合物，硅有机橡胶。 １３０ ９０

Ｆ 用耐热优良的环氧树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物。 １５５ １１５

Ｈ 用硅有树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物，硅有机橡胶。 １８０ １４０

怎样测量无刷电机的相角？接通控制器电源，由控制器给霍尔元件供电，就可以检测到无刷电机的相角了。方法如下：用万用表的 20V直流电压档，并将红笔接 5V线，黑表笔分别测量三个引线的高低电压（这里的红黑表笔的用法上有一个技巧），按60°及120°电机的换向表对照即可。

为什么任意一台直流无刷控制器和直流无刷电机不能随意接上就能正常运转？为什么直流电无刷电机会有倒相序一说？一般来说，直流无刷电机在实际转动中是这样的一个过程：电机转动—转子磁场方向改变—当定子磁场方向和转子磁场方向的夹角到60度电角度时—霍尔信号改变 —相线电流方向改变—定子磁场向前跨越60度电角度—定子磁场方向和转子磁场方向的夹角为120度电角度—电机继续转动。这样我们就明白了，霍尔有六种正 确的状态。当特定的霍尔状态告诉控制器时，控制器就有特定的相线输出状态。所以倒相序就是要完成这样一个任务，就是使定子的电角度始终按一个方向60度电 角度步进。

如果60度的无刷控制器用在120度无刷电机上会有什么状况？反之又如何？都会导致缺相的现象，不能正常运转；但天津波音陆鹰电动车公司研制的一种智能型无刷控制器能够自动识别60或120度电机，从而可以兼容适配二种电机，使得维修更换更加容易。

直流无刷控制器和直流无刷电机怎样能倒出正确的相序？ 第一步要保证霍尔线的电源线（红线 5V）和地线（黑线）与控制器上相对应的线插接好，而三个电机霍尔线（细线）与三个电机线（粗线）对控制器的接法共有 36种，最简单而最笨的方法是每种状态逐一试验。换接时可以不断电进行，但一定要仔细，也要有一定的次序。要注意每次拧转把不要太大，如果电机转动不顺利 （抖动或噪音很大），则这种状态就是不对的，转把拧得太大就有损控制器。如果出现反转的情况，在知道控制器的相序的情况下就是把控制器霍尔线a、c互换， 电机线Ａ相与Ｂ相互换，即可倒为正转。最后验证接的正确的方法是大电流运转时正常。

如何用120度无刷控制器控制60度电机？在无刷电机霍尔信号线b相与控制器采样信号线之间加反向电路即可。

有刷高速电机和有刷低速电机有什么直观上的区别？A、高速电机有超越离合器（像飞轮一样的功能），往一个方向转轻松，往另一个方向转费力；低速电机双现状都一样轻松。B、高速电机的车转动时噪音较大，低速电机转动噪音较小，有经验的人很容易凭耳朵识别。

根据国家的标准，直流电机的额定数据有哪些？1、额定容量（功率）PN（KW）；2、额定功率PN（KW）；3、额定电压UN（V）；4、额定电流IN（A）；5、额定转速NN（r/ min）；6、励磁方式和额定励磁电流IFN（A）。

直流电机的功率是怎样定义的？电机接通电源后，转子的线圈便在磁场中受力，于是转子产生了电池转矩，在电池转矩的作用下是电机旋转起来。此时由于旋转作用，向转子轴上的输出的机械功率成为电机的功率。用公式表示为：Pn=UnInηn

什么是电机的额定运行状态？在电机运行时，若各个物理量都与它的额定值一样，就称为额定运行状态，在额定运行状态下工作，电机能可靠的运行，并具有最好的综合性能。

电机的额定转矩是怎么算出来的？ 电机轴上输出的额定转矩可以用T2n表示，其大小是输出的机械功率定子除以转角速度的额定值，即T2n=Pn其中Pn的单位为W、Nn的单位为 r/min、即T2n单位是N.M，如果PNM单位用KN，系数9.55改成9550。故可以得出如果在电机额定功率相等的条件下，电机的转速越低其转矩 越大。

电机的启动电流是怎样定义的？一般要求电机的启动电流不能超过其额定电流的2-5倍，这也是为什么在对控制器上做限流保护的一个重要原因。

市场上销售的电机转速为什么越来越高？及有何影响？A、供应商方面提速可以降低成本，同样是低速电机，速度高了线圈的匝数少了、也省了硅钢片、磁钢数目也少了，购买者认为速度高就好。B、额定速度工作时， 其功率不变，但在低速区时效率明显低了，对电池也不好。C、效率低，需要用大电流起动，骑行电流也大，对控制器的限流要求大，对电池也不好。

出现电机异常发热怎么维修？维修处理的方法一般为更换电机，或进行维护保养。电机的空载电流大于参考表极限数据是表明电机出现了故障，产生的原因有哪些？怎么维修？电机内部机械摩擦大；线圈局部短路；磁钢退磁；直流电机换向器积碳。维修处理的方法一般为更换电机，或更换碳刷，清理积碳。

各种电机的无故障最大极限空载电流是多少？电机形式 额定电压24Ｖ时（A） 额定电压36V时(A)，侧挂电机 2.2 1.8，高度有刷电机 1.7 1.0，低速有刷电机 1.0 0.6，高速无刷电机 1.7 1.0，低速无刷电机 1.0 0.6

电机的空转电流如何测量？将万用表置于20A档位，将红黑笔串联接在控制器的电源输入端。打开电源，在电机不转的情况下，记录下此时万用表的最大电流A1。转动转把，使电机高速空载转动10s以上，等待电机转速稳定后，开始观察并记录此时万用表的最大数值A2。电机的空转电流=A2-A1。

电动车常用电机的比较：电机形式 传动形式 电机效率 爬坡性能 维护周期 体积 维护内容 噪音 成本无刷无齿 ，无刷低速外转子电机、直接驱动。 〉80% 一般 无 大 无 小 低，无刷有齿 高速无刷电机、行星齿轮减速。 〉83% 好 3年左右 小 润滑齿轮 中 高，有刷有齿 高速有刷电机、2级齿轮减速。 〉78% 好，1年左右 大 更换碳刷、润滑齿轮 大 高，有刷无齿 低速有刷外转子电机、直接驱动。 〉76% 好 2年左右 小 更换碳刷、清理积碳 小 低

电机的引线方式有哪些？电机形式 出线形式 备注，无 刷无齿 出线8根，三根粗线A、B、C，5根细线为霍尔电源线a、b、c；天津波音陆鹰电动车公司定义为电源（红）、地线（黑）、黄（SA）、兰（SB）绿 （SC）。只有8根线都接对了，电机才正常运转。 理论上有36种接法，有6种是可以转动的，其中三种正转，三种反转。其他接法电机不转或抖动，犹如缺相；若电机反转有两种办法解决：1、把后轮反装；2、 电机的粗线A、B互换插，霍尔信号细线SA、SC互换插。

无刷有齿，无刷无齿 出线8根，电机正负极。 接反则电机反转，对电机无影响。有刷有齿 出线8根，电机正负极。 接反内部电机心反转，可以听见电机转动的声音，但是实际看不见电机转动。如何识别电机的好坏？关键看哪些参数？主要是空载电流和骑行电流的大小，与正常值对比，即电机效率和扭矩的高低，以及电机的噪声、振动和发热量，最好的方法是用测功机测试效率曲线。180W和250W电机有何区别？对控制器有何要求？250W电机骑行电流大，对控制器的功率余量及可靠性要求较高。

为什么在标准环境下，电动车的骑行电流会因电机的额定不同而不同？ 众所周知，标准条件下，以额定负载为160W来计算，在250W的直流电机上骑行电流为4-5A左右，而在350W直流电机上骑行电流略高一些。举个例 子：如果电池电压为48V，两个电机250W和350W，其额定效率点都为80%，则250W电机的额定工作电流为6.5A左右，而350W电机的额定工 作电流为9A左右。而一般电机的效率点是工作电流偏离额定工作电流越远，其值越小，同在4-5A的负载情况下，在250W的电机效率为70%，350W的 电机效率为60%，则在5A的负载下，250W的输出功率为48V*5A*70%=168W；350W的输出功率为48V*5A*60%=144W。而 350W电机为了使输出功率满足骑行要求即达到168W（差不多是额定负载），则只有使电源电流增加，从而使效率点增高。

为什么在同样的环境下，350W的电机要比250W的电机的动车续行里程短？由上问的推算可以看出由于同样的环境下，350W电机的电动车骑行电流大所以在电池一样的情况下，其续驶里程会短。对于电动助力车厂家应怎样去选择电机？根据什么去选择电机？对于电动助力车来说其电机选择的最关键因素是电机额定功率的选择。

电机额定功率选择一般分为三个步骤：

第一步，计算负载功率p；

第二步，根据负载功率，预选电机的额定功率及其他；

第三步，校核预选电机，一般先校核发热温升，在校核过载能力，必要时校核启动能力。都通过了，预选的电机便选定了；通不过从第二步重新进行，直到通过为止。

切 记在满足负载的要求下，电机的额定功率越小越经济。第一、第二步做好后，要根据环境温度的不同进行温度校正，额定功率是在国家标准环境温度为40℃前提下 进行的。若温度常年都比较低或比较高，为了充分利用电机的容量，应对电机的额定功率进行修正。例如常年温度偏低，电机实际额定功率应比比标准规定的PN 高，相反，常年温度偏高的，应降低额定功率使用。电机允许输出功率为P≈PN√ 40-θ（α 1）

tmax为电机环境温度为 40℃使得允许温升。总体来说，在环境温度确定的情况下，选择电动车的电机应根据电动车的骑行状态来定，电动车的骑行状态越能使电机接近额定工作状态越 好，而电动车的骑行状态一般是根据路况而定，如天津市的路面平整，则小功率电机足够；如果要用较大功率的（350W）电机，则会造成能源浪费，造成续行里 程短。如果在重庆山路多，，则适宜用功率较大的电机。

60度直流无刷电机比120度直流无刷电机更有劲，对吗？为什么？

从市 场发现在和很多客户沟通的时候，普遍存在着这样一个谬误！认为60度电机比120度电机有劲。我们认为这大概是生产60度无刷电机厂家的一种宣传。从无刷 电机的原理上以及事实证明，其实60度电机也好，120度电机也罢！所谓的度数只是用来告诉无刷控制器什么时间该让电机的哪两根相线到通而已。根本没有谁 比谁更有劲之说！240度和300度也是一样，没有谁比谁更有劲之说。