小电车电机常见的有直流电机、交流感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等,以下是它们的结构和特点介绍:
直流电机
- 有刷直流电机
- 结构:由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。定子磁极采用永磁体,转子一般采用硅钢片叠压而成,漆包线绕在转子铁心的两槽之间,各接头分别焊在换向器的金属片上。工业产品有刷直流电机
- 特点:起动加速转矩巨大,电磁转矩控制特性良好,调速方便,控制装置简单,成本较低。但有机械换向器,高速大负荷下运行时,换向器表面会有火花出现,电机转速不宜过高,维护成本较高。
- 无刷直流电机
- 结构:由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。工业产品无刷直流电机
- 特点:采用半导体开关器件实现电子换向,可靠性高、无换向火花、机械噪声低。不过其控制器相对复杂,成本也比有刷直流电机高一些。
交流感应电机
- 结构:定子用于产生磁场,由定子铁芯、定子绕组、铁芯外侧的外壳、支撑转子轴的轴承组成。转子主要有鼠笼式和滑环式(绕线式)两种,鼠笼式转子由铝或铜制成的条形笼组成,栅条在上下两端用相同材料进行短路;滑环式转子由绕组组成,绕组不在转子中短路,而是通过滑环引向外部,并通过额外的电阻短路。工业产品交流感应电机
- 特点:价格低、维护简单、体积小,应用广泛。但控制比较复杂,低速时的启动扭矩较小,运行效率相对不高。
永磁同步电机
- 结构:主要由定子和转子两大核心部件构成。定子通常是由一片片精心冲压成型并叠压在一起的硅钢片组成,其内部镶嵌着三相绕组。转子采用永磁体,永磁体在转子上的安置方式有表贴式和内置式等。工业产品永磁同步电机
- 特点:采用永磁体来产生气隙磁通量,具有高效率、高力矩惯量比、高能量密度的特点,尤其是低速大扭矩的优点能满足车辆在复杂多变的道路下行驶,制动能量回收率也较高。不过成本相对较高,且对温度敏感,容易出现磁极失控和永磁体脱落的风险。
开关磁阻电机
- 结构:定子和转子由突出的磁极组成,定子有一个集中的绕组,定子的极数和转子的极数不同,通常定子的极数大于转子的极数,典型的组合是6个定子极和4个转子极。工业产品开关磁阻电机
- 特点:结构简单,效率高,转矩大,噪音低,制动能量回收率高,不受温度影响,不需要复杂的控制系统。但转矩波动大、噪声大,需要位置检测器,有非线性特性等,应用受到限制,目前还处于研发和小规模应用阶段。