电机的十万个为什么，都知道的一定是个高手！

1 先给大家一些关于电机的动态图方便理解

▼永磁电机

▼直流电动机

▼量子磁电机

▼单相感应电动机

▼步进电机的工作原理

▼平衡电机

▼产生电流的原理

▼三相定子

▼电动小马达

▼电机剖视

▼电动机

Part 2  关于电机基础知识问答

★什么叫电机？
答：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。

★什么叫绕组？
答：电枢绕组是直流电机的核心部分，是铜质漆包线绕制的线圈。当电枢绕组在电机的磁场中旋转都会产生电动势。

★什么叫磁场？
答：在永磁体或电流周围所发生的力场及凡是磁力所能达到的空间或磁力作用的范围。

★什么叫磁场强度？
答：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 （安培 / 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在距离导线 0.2 厘米远处的磁场强度为 10e （奥斯特），10e=1/4.103/m ，磁场强度通常用 H 表示。

★什么叫安培定则？
答：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。

★什么叫磁通？
答：磁通又叫磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，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。

★什么是定子？
答：有刷或无刷电机工作时不转的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫做定子，此种电机可以叫做内定子电机。

★什么是转子？
答：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做转子，此种电机可以叫外转子电机。

★什么叫碳刷？
答：有刷电机里面顶在换相器表面，电机转动的时候，将电能通过转相器输送给线圈，由于其主要的成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。

★什么是刷握？
答：在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。

★什么是换相器？
答：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相。

★什么是相序？
答：无刷电机线圈的排列顺序。

★什么是磁钢？
答：一般用于称呼高磁场强度的磁性材料，电动车电机都采用钕铁錋稀土磁钢。

★什么叫电动势？
答：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。

★什么是有刷电机？
答：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为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，从字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机没有碳刷。

★什么是低速有刷电机？有何特点？
答：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轮子外壳内，借助转动的外壳，热量容易散发。转动的外壳又编织着 36 根辐条，更有利热的传导。技成培训微信号值得你关注！

★有刷有齿电机的特点？
答：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，用户很难进行日常保养，而且齿轮本身也有机械磨损，一年左右因润滑不足导致齿轮磨损加剧，噪音增大，使用时电流也增大，影响电机和电池寿命。

★什么是无刷电机？
由于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。

★电机如何实现换相 ?
答：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变换，从而达到电机能连续转动。有刷电机的换相靠换相器和电刷共同完成，无刷电机靠控制器来完成。

★什么是缺相？
答：无刷电机或无刷控制器的三相电路中，有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍尔缺相。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是很容易烧毁的。

★电机常见的种类有哪几种？
答：常见的电机有：有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、侧挂电机等。

★从电机的种类上怎么区分是高低速电机？
答：A 有刷有齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机属于高速电机；
B 有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机属于低速电机。

★电机的功率是怎么定义的？
答：电机的功率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。

★为什么要选择电机的功率？选择电机功率的意义何在？
答：电机额定功率的选择是一个很重要很复杂的问题。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的发挥，变成“大马拉小车”，同时电机运行效率低、性能不好，都会增加运行费用。反过来，电机额定功率要求得小，那便是“小马拉大车”，电机电流超过额定电流，电机内耗损加大，效率低时小事，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；过载较多，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
于启动状态而过热损坏。所以应该严格按照电动车运行情况选定电机的额定功率。

★一般直流无刷电机为什么要有三个霍尔？
答：简要的说，直流无刷电机为了能转动，必须使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的方向了呢？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致范围是多少？
答：无刷电机霍尔的耗电量大致范围是 6m A-20m A 不等。

★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？
答：如果测量电机盖的温度超过环境温度 25 度以上时，表明电机的温升已经超出了正常的范围，一般电机温升应该在 20 度以下。一般电机线圈是由漆包线绕而成，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。

★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% 差 2 年左右小更换碳刷、清理积碳小低。

★如何识别电机的好坏？关键看哪些参数？
答：主要是空载电流和骑行电流的大小，与正常值对比，及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？
答：250W 的骑行电流大，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？
答：众所周知，标准条件下，以额定负载 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 的电机的电动车的续行里程短？
答：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，其续行里程会短。

★对于电动助力车厂家应该怎么去选择电机？根据什么去选择电机？
答：对于电动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，再校核过载能力，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。
切忌在满足负载的要求下，电机的额定功率越小越经济。
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 摄氏度前提下进行的。若环境温度常年都较低或都比较高，未来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标准规定 Pn 高，相反，常年温度偏高的，应降低额定功率使用。
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的。如天津市路面平整，则小功率电机足够；如果要用较大功率的电机，则会造成能源的浪费，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？
答：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！所谓度数只是用来告诉无刷控制器什么时候该让惦记的哪两根相线导通而已。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。