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1、电动自行车的简单介绍及其发电机原理 电动自行车又叫智能型电动自行车 智能型和智能双控型电动自行车从原理上看基本相同。它们都是由车体部件、电池、传动部件、微电脑控制器和测力测速传感部件(俗称力矩传感器)组成。智能骑行时,人的脚踏力由传感部件测量出来,经过微电脑处理,电机输出相应的功率,使人的骑行十分省力。人的脚踏力智能骑行的最大优点是安全、省电和使用方便。 要实现上列要求的智能骑行,智能型电助动自行车必须具有力矩传感器和微电脑控制器。 智能双控型电动自行车是既可智能骑行、也可手控行驶的一种新的车种。它和智能型电助动自行车一样,也需要有力矩传感器和微电脑控制器。智能骑行时和纯智能型电助动自行车一样
2、,手控行驶时和纯电动型电动自行车一样。它和智能车不同之处仅在于微电脑控制器的软硬件略有不同。智能双控型电动自行车是十分适合中国国情和目前电池不完全过关条件下使用的产品。 力矩传感器的安装位置和有关方案。A、脚蹬：脚蹬式力矩传感器。 在脚蹬上安装压力传感器,人力施加在脚蹬上,压力传感器即可输出随人力大小而变化的电压信号,通过一套碳刷机构传到微电脑控制器,实现人力、电助力的比例输出。优点：结构简单,便宜；缺点：传输路线长,不可靠因素多,不宜采用。B、曲柄：曲柄式力矩传感器。 在曲柄上安装应变片,人力蹬踏时,曲柄产生微变形,应变片输出相应的电压信号。输出信号的大小随人力大小而变化。将输出信号传到微电
3、脑控制器,实现人力、电助力的比例输出。优缺点同上,不可取。C、链轮盘：链轮式力矩传感器。 把链轮盘设计成主、从动双链轮。主动轮与曲柄固定在一起,从动轮带动链条。主、从动轮之间用弹簧连接。人力蹬踏时,主动轮通过弹簧带动从动轮运动。这时主、从轮之间将产生角位移。测量出这个角位移,通过微电脑控制器处理角位移信号,进而实现人力、电助力之间的的比例输出。这个方案是一个完全实用、可行的方案。 D、中轴：中轴式力矩传感器。越大,电机输现在的电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池，因为铅酸蓄电池成本低，性价比高。1860年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是，当电池使用一段使电压下降时，可以给
4、它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“铅酸蓄电池”。【电动车整车的构造】我们知道，电动自行车（以下简称电动车）是以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。它虽然具有普通自行车的外表特征（甚至具有摩托车的外表特征），但主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的、机电一体化的个人交通工具。出的功率即电助力也各部件的主要作用如下：充电器充电器是给电池补充电能的装置，一般分二阶段充电模式与三阶段充电模式两种。二阶段充电模式：先恒压充电，充电电流随电池电压的上升逐渐减
5、小，等电池电量补充到一定程度以后，电池电压会上升到充电器的设定值，此时转换为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时，先恒流充电，迅速给电池补充能量；等电池电压上升以后，转为恒压充电，此时电池能量缓慢补充，电池电压继续上升；达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。使用提示：充电时，保持充电器通风良好。如果在充电过程中闻到异味或充电器外壳温度过高，请立即停止充电，检查，处理。电池电池是提供电动车能量的随车能源，目前电动车主要采用铅酸电池组合。另外镍氢电池与锂离子电池也已在一些轻便折叠电动车上开始使用了。控制器控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电气系统的核心，
6、具有欠压、限流或过流保护功能。智能型控制器还具有多种骑行模式和整车电气部件自检功能。控制器是电动车能量管理与各种控制信号处理的核心部件。使用提示：控制器主控板为电动车主回路，具有较大工作电流，会发出较大热量。因此，电动车不要停放在阳光下曝晒，也不要长时间淋雨，以免控制器出故障。转把、闸把、助力传感器转把、闸把、助力传感器等是控制器的信号输入部件。转把信号是电动车速度控制信号。闸把信号是当电动车刹车时，闸把内部电子电路输出给控制器的一个电信号；控制器接收到这个信号后，就会切断对电机的供电，从而实现刹车断电功能。助力传感器是当电动车处于助力状态时检测骑行脚蹬力矩或脚蹬速度信号的装置。控制器根据助力
7、传感器信号的大小，分配给电机不同的电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。使用提示：使用调速转把时，要求轻旋轻放，无须用力旋转。电机电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车轮旋转的部件。在电动车上使用的电机，其机械结构、转速范围与通电形式有许多种。常见的有：有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、侧挂电机等。电机通电后静子或转子建立旋转磁场，同时电机本身的转子或静子由永磁铁或通电还有一个静止的磁场，两个磁场相互切割，然后转子在磁场力的作用下就转动起来了。交流同步电机、异步电机、直流电机等，他们的大致原理就是电生磁、磁生电，总之就是靠磁场的力转起
8、来的。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 2.发电机工作原理 a、直流电势产生 用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但
9、大小变化的脉动电动势 b、结论 线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。（二）直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换， 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理（三）电机的可逆运行原理 从上述基本电磁情况来看：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理二、直流电机
10、的结构 旋转电机结构形式 , 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构 旋转电机必须具备静止和转动两大部分1.直流电机静止部分称作定子 作用 - 产生磁场 由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成2.直流电机转动部分称作转子(通常称作电枢) 作用 - 产生电磁转矩和感应电动势 由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组成直流电机电枢照片(一) 直流电机的静止部分1.主磁极是一种电磁铁，用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心2.换向极（又称附加极或间极） 作用 - 改善换向 换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成 铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电枢绕组串联图1.1.11
11、 主磁极和换向极示意图3.机座 机座通常由铸铁或厚铁板焊成，有两个作用： 固定主磁极、换向极和端盖； 作为磁路的一部分。 机座中有磁通经过的部分称为磁轭4.电刷装置 (图1.1.12) 作用-把直流电压、直流电流引入或引出 由电刷（图1.1.13）、刷握、刷杆座和铜丝辫组成 二) 直流电机的转动部分1.电枢铁心 两个用处：电枢铁心装配图 （图1.1.14 ） 作为主磁路的主要部分； 嵌放电枢绕组，通常用.厚的硅钢片冲片叠压而成 2.电枢绕组 直流电机的主要电路部分， 用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换，由许多按一定规律联接的线圈组成，元件及嵌放方法（图1.1.16） 3.换向器 直流电机的重要部件，作用-将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流或将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势换向器的构造
李康10316522电动自行车简单介绍及其电动机原理
