电动汽车等电位的作用
㈠ 电动车电机是怎么工作的
国标关于电动车电机的命名标准如下: 派生代号,用大写汉语拼音字母表示
性能参数代号,用二位阿拉伯数字表示
产品名称代号,用大写汉语拼音字母表示机座号,以机壳外径(mm)表示
产品名称代号
SYT:铁氧体永磁式直流伺服电动机
SYX:稀土永磁式直流伺服电动机
SXPT:铁氧体永磁式线绕盘式直流电动机
SXPX:稀土永磁式线绕盘式直流电
SWT:铁氧体永磁式无刷直流伺服电动机
SWX:稀土永磁式无刷直流伺服电动机
SN:印制绕组直流伺服电动机
SR:开关磁阻电动机
YX:三相异步电动
对无刷电机而言,根据电机是否具有位置传感器,又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。对于无位置传感器的无刷电机,必须要先将车用脚蹬起来,等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,然后控制器才能对电机供电。由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动,所以在2000年以后生产的电动车上用得较少。目前电动车行业内使用的无刷电机,普遍采用有位置传感器无刷电机。旋转180°,线圈不动,霍耳元件感应到S极磁场,此时P1与R2截止,P2与R1导通,可以看到电流i’从电池正极经过R1、线圈、P2流到电池负极。通电线圈中的A点的电流i’方向是指向接线头的方向(矢量方向与i’矢量方向相反),磁钢受到线圈的反作用力,一样产生向逆时针方向的旋转力矩。电动车用无刷电机的磁钢数量比较多,线圈一般有3组,每组线圈都有相应的霍耳元件(3相线圈有3个霍耳元件),这样电机旋转时就更平稳,效率更高。当磁钢旋转时,霍耳元件感应到磁场方向变化后给出相应控制信号,无刷控制器根据此信号控制着上3路与下3路功率管的导通与截止。电机(7张)
有刷电机、无刷电机的比较
有刷电机与无刷电机的通电原理上的区别:有刷电机是由炭刷与换向器进行机械换向,无刷电机是靠霍耳元件感应信号由控制器完成电子换向。
有刷电机和无刷电机的通电原理不一样,其内部结构也不一样。对轮毂式电机而言,电机力矩的输出方式(是否经过齿轮减速机构减速)不一样,其机械结构也不一样。
1、常见高速有刷电机的内部机械结构。这种轮毂式电机由内置高速有刷电机心、减速齿轮组、超越离合器、轮毂端盖等部件组成。高速有刷有齿轮毂式电机属于内转子电机。
2、常见低速有刷电机的内部机械结构。这种轮毂式电机由炭刷、换相器、电机转子、电机定子、电机轴、电机端盖、轴承等部件组成。低速有刷无齿轮毂式电机属于外转子电机。
3、常见高速无刷电机的内部机械结构。这种轮毂式电机由内置高速无刷电机心、行星摩擦滚子、超载离合器、输出法兰、端盖、轮毂外壳等部件组成。高速无刷有齿轮毂电机属于内转子电机。
4、常见低速无刷电机的内部机械结构。这种轮毂式电机由电机转子、电机定子、电机轴、电机端盖、轴承等部件组成。低速无刷无齿轮毂式电机属于外转子电机。
1.永磁式直流电机:
由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。
定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。
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(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。
电刷是连接电源与转子绕组的导电部件,具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。
2.无刷直流电机:
由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。
无刷直流电机的特点是无刷,采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。
位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。
3.高速永磁无刷电机:
由定子铁心、磁钢转子、太阳轮、减速离合器、轮毂外壳等组成。
电机盖子上面可以装上霍尔传感器,用以测速。
位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。
采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。
定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。
编辑本段电机特性
用于电动汽车的驱动电机与常规的工业电机不同。电动汽车的驱动电机通常要求频繁的启动/停车、加速/减速,低速或爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并要求变速范围大。而工业电机通常优化在额定的工作点。因此,电动汽车驱动电机比较独特,应单独归为一类。
编辑本段电机要求
他们在负载要求、技术性能和工作环境等方面有着特殊的要求:
1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求;而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。
2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4-5倍,而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计,而工业电机只需根据典型的工作模式设计。
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度(一般要求达到1kg/kw以内)和好的效率图(在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率),从而能够降低车重,延长续驶里程;而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率进行优化。
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好;而工业电机只有某一种特定的性能要求。
6、电动汽车驱动电机被装在机动车上,空间小,工作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。而工业电机通常在某一个固定位置工作。
编辑本段电机组成
在电动自行车行业,电机一般指电机总成,包括电机心、减速机构等。下面我们讲的电动自行车均指电机总成。
一、电机的拆卸
拆卸电机之前应首先拔开电机与控制器的引线,此时一定要记录下电机引线颜色与控制器引线颜色的一一对应关系。打开电机端盖之前应清洁作场地,以防止杂物被吸在电机内的磁钢上。做好端盖与轮毂相对位置的标记。注意:一定要对角松动螺钉,以免电机外壳变形。电机转子与定子的径向间隙叫气隙(空气间隙),一般电机的气隙在0.25-0.8mm之间,当拆卸完电机排除了电机故障之后,一定要对原来的端盖记号进行装配,这样可以防止二次装配后的扫膛现象。
二、电机内齿轮的润滑
如果有刷有齿轮毂电机与无刷有齿轮毂电机运行的噪音开始变大,或者更换了电机内的齿轮,应将齿轮所有齿面涂满润滑脂,一般使用3号润滑脂或厂家指定的润滑油。电动车电机
三、电机的组装
在组装有刷电机之前,请检查刷握里面弹簧的弹性,检查炭刷与刷握是否有碰擦,检查炭刷在刷握里是否能达到最大行程,注意炭刷与换相器的正确定位,以免卡坏炭刷或刷握。
安装电机的时候,首先应清理电机部件表面的杂质,以免影响电机的正常运转,并且一定要将轮毂体固定结实,以免安装时由于受磁钢的强力吸引,造成部件相互撞击、损坏。检测36V正常,控制器输出5V、12V正常,电动机电阻正常。把电动机直接连接到36V电池上,电动机运转正常。
编辑本段接线方法
由于换向方式不一样,有刷电机和无刷电机不但内部结构不一样,而且在接线方式上的区别也非常大。
1、有刷电机的接线方法。有刷电机一般有正负两根引线。一般红线是电机正极,黑线是电机负极。如果将正负极交换接线,只是会使电机反转,一般不会损坏电机。
2、无刷电机相角的判断。无刷电机的相角是无刷电机的相位代数角的简称,指无刷电机各线圈在一个通电周期里面线圈内部电流方向改变的角度。电动车用无刷电机常见的相位代数角有120°与60°两种。
观察霍耳元件安装空间位置判断无刷电机的相角, 120°和60°两种相角电机的霍耳元件安装空间位置不一样。
测量霍耳真值信号判断无刷电机的相角
需要先说明一下的是什么叫无刷电机的磁拉力角。无刷电机的磁钢数量一般是12片、16片或18片,其对应的定子槽数是36槽、48槽或54槽。电机在静止状态时,转子磁钢的磁力线有沿磁阻最小方向行走的特性,因此转子磁钢所停顿的位置恰好为定子槽凸极的位置。磁钢不会停在定子槽心的位置,这样转子与定子的相对位置只有36种、48种或54种这有限的几个位置。因此无刷电机的最小磁拉力角就是360/36°、360/48°或360/54°。
无刷电机的霍耳元件有5根引线,分别是霍耳元件的公共电源正极、公共电源负极、A相霍耳输出、B相霍耳输出和C相霍耳输出。我们可以利用无刷控制器(60°或120°)的5根霍耳引线,将无刷电机霍耳元件引线的正负电源接好,将其余A、B、C三个相位传感器的引线,任意接在控制器霍耳信号引线的引线上。接通控制器电源,由控制器给霍耳元件供电,就可以检测到无刷电机的相角了。方法如下:用万用表的 20V直流电压挡,电动车电机
并将黑表笔接地线,红表笔分别测量三个引线的电压情况,记录下3根引线的高低电压。轻微转动电机,让电机转过一个最小磁拉力角度,再次测量并记录下3根引线的高低电压,如此测量记录6次。我们用1表示高电位,用0表示低电位,那么——
如果是60°无刷电机,连续转动6个最小磁拉力角度,则测量出的霍耳真值信号应该是:100、110、111、011、001、000。调整三个霍耳元件引线的引脚顺序,让真值的信号严格按照上面的真值顺序变化,这样对于60°无刷电机的A、B、C三个相位就判断出来了。
如果是120°无刷电机,连续转动6个最小磁拉力角度,测量出的霍耳真值信号应该是按照100、110、010、011、001、101的规律变化,这样霍耳元件引线的通电相序就判断出来了。
如果想快速测出无刷电机是60°还是120°,用万用表的 20V直流电压挡,并将黑表笔接地线,红表笔分别测量三个引线的电压,出现三根线都有电压或都无电压时就确定是60°电机,否则就是120°
3、无刷电机的接线方法。无刷电机的线圈引线有3根,霍耳引线有5根,这8根引线必须和控制器相应引线一一对应,否则电机不能正常转动。
一般讲来,60°和120°相角的无刷电机,需要由与之相对应的60°和120°相角的无刷电机控制器来驱动,两种相角的控制器不能直接互换。60°相角的无刷电机与60°相角控制器相连的8根线的正确接线有两种,一种正转,一种反转。
因为对于120°相角的无刷电机,通过调整线圈引线的相序和霍耳引线的相序,电机与控制器相连的8根线的正确接线可以有6种,其中3种接法电机正转,另外3种接法电机反转。
如果无刷电机反转,表明无刷控制器与无刷电机的相角是匹配的,我们可以这样来调整电机的转向:将无刷电机与无刷控制器的霍耳引线的A、C交换接线;同时将无刷电机与无刷控制器的主相线A、B交换接线。
现在,电动自行车大体可分三种。 1,直流轮股电机,既有刷电机,两颗引出线,外接PWM控制器。 2,交流轮毂电机,有带霍尔和不带霍尔传感的,三颗引线以上,外接变频控制器。3,直流无刷轮毂电机,内含电子换向器,两颗引出线。外接PWM控制器。 一定要分清,不要被混淆。
电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
基本介绍
电动机是一种旋转式电动机器,它将电能转变为机械能,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。在定子绕组旋转磁场的作用下,其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而使其转动。这些机器中有些类型可作电动机用,也可作发电机用。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动,这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的,称为直线电动机。
基本结构
一、三相异步电动机的结构,由定子、转子和其它附件组成电动车电机
。
(一)定子(静止部分)
1、定子铁心
作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。
定子铁心槽型有以下几种:
半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
开口型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘方法方便,主要用在高压电机中。
2、定子绕组
作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁场。
构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。
(1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
(2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。
(3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。
电动机接线盒内的接线:
电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。
3、机座
作用:固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
构造:机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。
(二)转子(旋转部分)
1、三相异步电动机的转子铁心:
作用:作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。
2、三相异步电动机的转子绕组
作用:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转。
构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。
(1)鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。
(2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。
特点:结构较复杂,故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能,故在要求一定范围内进行平滑调速的设备,如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。
(三)三相异步电动机的其它附件
1、端盖:支撑作用。
2、轴承:连接转动部分与不动部分。
3、轴承端盖:保护轴承。
4、风扇:冷却电动机。
二、直流电动机采用八角形全叠片结构,不仅空间利用率高,而且当采用静止整流器供电时,能承受脉动电流和快速的负载电流变化。直流电动机一般不带串励绕组,适用于需要正、反转的自动控制技术中。根据用户需要也可以制成带串励绕组。中心高100~280mm的电动机无补偿绕组,但中心高250mm、280mm的电动机根据具体情况和需要可以制成带补偿绕组,中心高315~450mm的电动机带有补偿绕组。中心高500~710mm的电动机外形安装尺寸及技术要求均符合IEC国际标准,电机的机械尺寸公差符合ISO国际标准。
直流电动机的工作原理:
在图中,线圈连着换向片,换向片固定于转轴上,随电机轴一起旋转,换向片之间及换向片与转轴之间均互相绝缘,它们构成的整体称为换向器。电刷A、B在空间上固定不动。
在电机的两电刷端加上直流电压,由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中,并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向,继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变,保证了电动机能连续地旋转,以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械,这就是直流电动机的工作原理。注意:每个线圈边中的电流方向是交变的。
2、直流发电机的工作原理:
如图,当用原动机拖动电枢逆时针方向旋转,线圈边将切割磁力线感应出电势,电势方向可据右手定则确定。由于电枢连续旋转,线圈边ab、cd将交替地切割N极、S极下的磁力线,每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的,线圈内的感应电动势是交变电动势,但由于电刷和换向器的作用,使流过负载的电流是单方向的直流电流,这一直流电流一般是脉动的。
编辑本段检修方法
电机的故障有机械故障与电气故障两大类,机械故障比较容易发现,而电气故障就要通过测量其电压或电流进行分析判断了,以下介绍电机常见故障的检测与排除方法。
1、电机的空载电流大
当电机的空载电流大于极限数据时,表明电机出现了故障。电机空载电流大的原因有,电机内部机械摩擦大,线圈局部短路,磁钢退磁。我们继续往下做有关的测试与检查项目,可以进一步判断出故障原因或故障部位。
电机的空载/负载转速比大于1.5,打开电源,转动转把,使电机高速空载转动10s以上。等电机转速稳定以后,测量此时电机的空载最高转速N1。在标准测试条件下,行驶200m距离以上,开始测量电机的负载最高转速N2。空载/负载转比=N2÷N1。
当电机的空载/负载转速比大于1.5时,说明电机的磁钢退磁已经相当厉害了,应该更换电机里面整套的磁钢,在电动车的实际维修过程中一般是更换整个电机。
2、电机发热
电机发热的直接原因是由于电流大引起的,电机电流I,电机的输入电动势E1,电机旋转的感生电动势(又叫反电动势)E2,与电机线圈电阻R之间的关系是:I=(E1-E2)÷R,I增大,说明R变小或E2减少了。R变小一般是线圈短路或开路引起的,E2减少一般是磁钢退磁引起的或者是线圈短路,开路引起的。在电动车电动车电机
的整车的维修实践中,处理电机发热放障的方法,一般是更换电机。
3、电机在运行时内部有机械碰撞或机械噪音
无论高速电机还是低速电机,在负载运行时都不应该出现机械碰撞或不连续不规则的机械噪音。不同形式的电机可运用不同的方法进行维修。
4、整车行驶里程缩短、电机乏力
车续行里程短与电机乏力(俗称电机没劲)的原因比较复杂。但是当我们排除了以上4种电机故障之后,一般说来,整车续行里程短的故障就不是电机引起的了,这和电池容量的衰减,充电器充不满电,控制器参数漂移(PWM信号没有达到100%)等有关。
5、无刷电机缺相
无刷电机缺相一般是由于无刷电机的霍耳元件损坏引起的。我们可以通过测量霍耳元件输出引线相对霍耳地线和相对霍耳电源的引线的电阻,用比较法判断是哪只霍耳元件出现故障。
为保证电机换相位置的精确,一般建议同时更换所有的三个霍耳元件。更换霍耳元件之前,必须弄清楚电机的相位代数角是120°还是60°,一般60°相角电机的三个霍耳元件的摆放位置是平行的。而120°相角电机,三个霍耳元件中间的一个霍耳元件是呈翻转180°位置摆放的。
电机拆装与保养
一、电机的拆卸
拆卸电机之前应首先拔开电机与控制器的引线,此时一定要记录下电机引线颜色与控制器引线颜色的一一对应关系。打开电机端盖之前应清洁作场地,以防止杂物被吸在电机内的磁钢上。做好端盖与轮毂相对位置的标记。注意:一定要对角松动螺钉,以免电机外壳变形。
电机转子与定子的径向间隙叫做气隙(空气间隙),一般电机的气隙在0.25-0.8mm之间,当拆卸完电机排除了电机故障之后,一定要对原来的端盖记号进行装配,这样可以防止二次装配后的扫膛现象。
二、电机内齿轮的润滑
如果有刷有齿轮毂电机与无刷有齿轮毂电机运行的噪音开始变大,或者更换了电机内的齿轮,应将齿轮所有齿面涂满润滑脂,一般使用3号润滑脂或厂家指定的润滑油。
三、电机的组装
在组装有刷电机之前,请检查刷握里面弹簧的弹性,检查炭刷与刷握是否有碰擦,检查炭刷在刷握里是否能达到最大行程,注意炭刷与换相器的正确定位,以免卡坏炭刷或刷握。
无刷直流电动机之所以被广泛应用于电动车,是因为它与传统的有刷直流电动机相比具有以下二方面的优势。(1)寿命长、免维护、可靠性高。在有刷直流电动机中,由于电机转速较高,电刷和换向器磨损较快,一般工作1000小时左右就需更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大,特别是传动齿轮的润滑问题,是目前有刷方案中比较大的难题。所以有刷电机就存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。因此无刷直流电动机的优势很明显。(2)效率高、节能。一般而言,因无刷直流电动机没有机械换向的磨擦损耗及齿轮箱的消耗,以及调速电路损耗,效率通常可高于85%,但考虑到实际设计中的最高性价比,为减少材料消耗,一般设计为76%。而有刷直流电动机的效率由于齿轮箱和超越离合器的消耗,通常在70%左右。
编辑本段常见故障
无刷直流电动机的常见故障通常从其三个组成部分来检查。在不清楚故障部位时,首先应该检查电动机本体,其次是位置传感器,最后检查驱动控制电路。在电动机本体中,可能出现的问题是:A、电动机绕组接触不良,断线或短路。会造成电动机不转;电动机在某些位置能够起动,而在某些位置不能起动;电动机运行不平衡。B、电动机主磁极退磁,会使电动机转矩明显小,而空载转速高、电流大。在位置传感器上常见问题是霍尔元件损坏、接触不良、位置变化,都会使电动机输出转矩变小,严重时会使得电动机不动或在某一电动车电机
点来回振动。在驱动控制电路中最容易出现故障的是功率晶体管,即由于长期过载、过电压或短路使功率晶体管损坏。以上是对无刷电动机的常见故障进行的简单分析,在电动机实际运行时问题会是多种多样的,检查者应注意在没有确切把握情况时,不能随意通电,以免造成电动机的其他器件损坏。
请采纳。
㈡ 新能源车的等电位检测
根据国家发改委公布的定义,是指使用新能源汽车非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,采用新型车载动力装置),功率控制和驱动的先进技术集成化车辆形成先进技术原理,新技术,汽车新结构。五种类型的新能源汽车,包括混合动力电动汽车(HEV),纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车),燃料电池电动汽车(FCEV),其他新能源(如超级电容器,飞轮等高能存储设备)的汽车。非常规的车用燃料指除汽油,柴油,天然气(NG),液化石油气(LPG),乙醇汽油(EG),燃料甲醇,超出二甲醚。
㈢ 电动汽车的技术原理
电机及控制系统
纯电动汽车以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠。
传统的内燃机能把高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,这是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。
与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV 和纯电动汽车EV 三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。
纯电动车的动力电池
动力电池是电动汽车的关键技术,决定了它的续行里程和成本。
1)纯电动车所需的动力电池
用于电动车的动力电池应有的功能指标和经济指标包括:(1)安全性;(2)比能量;(3)比功率;(4)寿命;(5)循环价格;(6)能量转换效率。这些因素直接决定了电动车的合用性、经济性。
2)超级电容器
超级电容器的优势是质量比功率高、循环寿命长,弱点是质量比能量低、购置价格贵,但是循环寿命长达50万~100万次,故单次循环价格不高,与铅酸电池、能量型锂离子电池并联可以组成性能优良的动力电源系统。
3)铅酸电池
铅酸电池生产技术成熟,安全性好,价格低廉,废电池易回收再生。近些年来,通过新技术,其比能量低、循环寿命短、充电时发生酸雾、生产中可能有铅污染环境等缺点在不断克服中,各项指标有很大提高,不仅可更好地用作电动自行车和电动摩托车的电源,而且在电动汽车上也能发挥很好的作用。
4)以磷酸铁锂为正极的锂离子电池
负极为碳、正极为磷酸铁锂的锂电池综合性能好:安全性较高,不用昂贵的原料,不含有害元素,循环寿命长达2000次,并已克服了电导率低的缺点。能量型电池的质量比能量可达120Wh/kg,与超级电容器并联使用,可以组成性能全面的动力电源。功率型的质量比能量也有70~80Wh/kg,可以单独使用而不必并联超级电容器。
5)以钛酸锂为负极的锂离子电池
钛酸锂在充电-放电中体积变化极小,保证了电机机构稳定和电池的长寿命;钛酸锂电极点位较高(相对于Li+/Li电极为1.5V),在电池充电时可以不生成锂晶枝,保证了电池的高安全性。但也因钛酸锂电极电位较高,即使与电极电位较高的锰酸锂正极配对,电池的电压也仅约2.2V,所以电池的比能量只有约50~60Wh/kg。即使如此,这种电池高安全性,长寿命的突出优点,也是其他电池无可比拟的。
㈣ 汽车电控发动机在汽车电控里的作用及其意义
汽车电控发动机系统认识
一、发动机电子控制系统的组成与原理
电喷发动机是采用电子控制装置.取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比.油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置.电子控制装置根据这些信号参数.计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。 电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油咀,英文缩写为MPI,称多点喷射。发动机几个气缸共用一个喷油咀英文缩写SPI.称单点喷射。
汽油喷射发动机与化油器式发动机相比,突出的优点是能准确控制混合气的质量,保证气缸内的燃料燃烧完全,使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来,同时它还提高了发动机的充气效率,增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点,因此价格也就贵一些,故障率虽低,一旦坏了就难以修复(电脑件只能整件更换),但是与它的运行经济性和环保性相比,这些缺点就微不足道了。
液力控制的喷射技术,早在30年代就应用在飞机发动机,50年代开始应用在德国奔驰300BL轿车发动机上。集成电路的出现使电子技术能在发动机上得到应用,一种更好的汽油喷射装置——电子控制汽油喷射技术也就应运而生了。
结构任何一种电子控制汽油喷射装置,都是由喷油油路,传感器组和电子控制单元(微型电脑)三大部分组成。当喷射器安装在原来化油器位置上,称为单点电控燃油喷射装置;当喷射器安装在每个气缸的进气管上,称为多点电控燃油喷射装置。
原理喷油油路由电动油泵,燃油滤清器,油压调节器,喷射器等组成,电控单元发出的指令信号可将喷射器头部的针阀打开,将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官,专门接受温度,混合气浓度,空气流量和压力,曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机,内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号,在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量,并及时向喷射器发出喷油的指令,使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。
历史从60年代起,随着汽车数量的日益增多,汽车废气排放物与燃油消耗量的不断上升困扰着人们,迫使人们去寻找一种能使汽车排气净化,节约燃料的新技术装置去取替已有几十年历史的化油器,汽油喷射技术的发明和应用,使人们这一理想能以实现。早在1967年,德国波许公司成功地研制了D型电子控制汽油喷射装置,用在大众轿车上。这种装置是以进气管里面的压力做参数,但是它与化油器相比,仍然存在结构复杂,成本高,不稳定的缺点。针对这些缺点,波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置,它以进气管内的空气流量做参数,可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量,据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理,工作可靠,广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用,并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的邹型。至1979年起美国的通用,福特,日本的丰田,三菱,日产等汽车公司都推出了各自的电子控制汽油喷射装置,尤其是多气门发动机的推广,使电子控制喷射技术得到迅速的普及和应用。到目前为止,欧美日等主要汽车生产大国的轿车燃油供给系统,95%以上安装了燃油喷射装置。从99年1月1日起,只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准予在北京市场上销售。
现在电喷发动机(电子控制汽油喷射式发动机)的使用在轿车中越来越普遍,有消息称化油器式发动机轿车在我国各大城市将很快被“消灭”。因此车主对电喷发动机的了解变得越来越重要,只有了解了电喷发动机的“脾气”,您才能更好地使用和养护爱车。
电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别,在使用操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动),一般无需踩油门。因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能,能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动;在起动发动机之前和起动过程中,像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度,它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定;在油箱缺油状态下,电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机,会使电动汽油泵因过热而烧坏,所以如果您的爱车是电喷车,当仪表盘上的燃油警告灯亮时,应尽快加油;在发动机运转时不能拔下任何传感器插头,否则会在电脑中显现人为的故障代码,影响维修人员正确地判断和排除故障。
另外要注意的是,尽量不要在电喷车上装用大功率的移动式无线电话系统及无线电设备,以防止无线电信号对电脑工作产生干扰。
二、电子控制燃油喷射系统
电子控制燃油喷射系统(EFI)——简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用EFI,汽车发动机燃烧将更充分,从而提高功率,降低油耗,实现低公害排放的目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时,称“发动机管理系统(EMS)”,这将达到更高要求的环保目标。
电子控制燃油喷射系统EFI是由电控单元ECU直接控制燃油喷射的系统。按空气量检测方式的不同可分为:量流量检测方式(L型)、速度密度检测方式(D型)和节流速度检测方式。;在常用的主要是D型和L型EFI喷射系统。两个系统的主要区别在于喷油持;时间控制方式,D型取决于进气管压力和节气门开度大小;L型取决于发动机转速和实际进入汽缸的空气量。
电子控制燃油喷射系统EFI一般由电子控系统、空气供给系统、燃油供给系统三个子系统组成。
1)空气供给系。空气供给系的功用是根据发动机工作的需要,控制和检测人汽缸的空气量。一般由空气滤清器、空气流量传感器、节气门位置传感器、气温度与进气压力传感器、进气管和动力腔等组成。
2)燃油供给系。燃油供给系功用是向发动机各个汽缸供给混合气燃烧所需燃油量。一般由燃油箱、电动燃油泵、输油管、燃油滤清器、油压调节器、燃分配管、喷油器和回油管等组成。
3)电子控制系统。功能是根据发动机运行条件和工况,确定燃油的最佳喷量。该系统由电子控制装置ECU、信号输入装置(传感器)和执行部件三部组成。
电子控制装置ECU是汽油喷射系统的大脑,它由模拟/数字转换器、只读储器(ROM)、随机存储器(RAM)、逻辑运算装置及一些数据寄存器组成,一个控制中心。它能根据收集到的信息,进行综合运算与判断,输出控制发动的指令。
信号输入装置是指安装在发动机上的各种传感器。传感器是一种信号转换装其功用是检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等,并将这参量转换成计算机能够识别的电量信号输入ECU。
属于执行部件的一般有:电动燃油泵、喷射器、输出级及点火线圈、活性炭虑器电磁阀、入氧探测器的加热器、节流阀控制部件等。
(一)、空气供给系统组成:空气计量装置(空气流量计或进气压力传感器)、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等(后两个传感器在下讲介绍)空气供给系统功用:供给与发动机负荷相适应的清洁空气,直接和间接计量空气质量,与喷油器喷出的汽油形成最佳混合气。较早期空气供给系统现在用空气供给系统
1.翼片式空气流量计
(1)主要件功能缓冲片:缓冲室内空气对缓冲片的阻尼作用,使翼片转动平稳旁通空气调节螺钉:调节怠速时旁通空气量的大小,从而调节怠速混合气的成分电位计:将翼片转动的角度转换为电信号
(2)工作原理翼片全关时,没有进气量,产生电压信号最强翼片打开时,进气量由小变大,产生电压信号有强变弱翼片全开时,进气量最大,产生电压信号最弱
(3)控制电路下图为早期凌志es300发动机翼片式空气流量计,集成有三个元件空气流量计:(电源)、(空气流量信号)、e2(接地)进气温度传感器:(温度信号)、e1(接地)燃油泵开关
2.卡门漩涡式空气流量计
(1)光电式
1)结构与原理卡门漩涡原理:流体流过涡流发生体时,流体会产生系列漩涡,且漩涡频率与流体流速成正比。光电式传感器:由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动,光敏三极管接受因振动产生变化的光能,转化为脉冲电压信号,该脉冲信号与漩涡频率成正比
2)控制电路某款车型卡门漩涡式空气流量计,集成有二个元件空气流量计:v1(电源)、v2(空气流量信号)、e(接地)进气温度传感器:(温度信号)、e1(接地)
(2)超声波式
1)结构与原理卡门漩涡原理:同上述超声波式传感器:由超声波发射器、超声波接受器组成。漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化,超声波接受器接受该超声波转化为脉冲电压信号,该脉冲信号与漩涡频率成正比
2)流量计接口卡门漩涡式空气流量计集成有三个元件空气流量计进气温度传感器大气压力传感器
3.热线式空气流量计
(1)组成一般还带有自洁电路:熄火后自动加热帕丝1000°c维持1s,烧掉帕丝上的灰尘
(2)工作原理,控制电路自动控制电桥平衡当进气量越大,因进气的散热使帕热丝电阻减小,电桥平衡受到破坏。控制电路自动增大电流,增大帕热丝电阻使电桥重新恢复平衡。因电路中电流的增大,使精密电阻的电位增大。该电位与进气量成正比,作为进气量信号电压传输给发动机
(3)控制电路下图为凌志ls400发动机热线式空气流量计原车电路图空气流量计:vg(空气流量信号)、(接地)
4.热膜式空气流量计
(1)组成及原理工作原理:与热线式相同热膜:帕金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性和耐用性,不粘附灰尘
(2)控制电路图为桑塔纳2000ajr发动机热膜式空气流量计原车电路图空气流量计:端子2(电源12v)、端子4(参考电压5v)、端子5和3(空气流量信号与接地)
(二)、进气压力传感器
1.半导体压敏电阻型
(1)结构示意图主要特点:尺寸小、精度高、成本低,响应速度快,输出信号与进气歧管绝对压力呈线性关系,测量精度基本不受温度的影响
(2)工作原理(视频)进气歧管压力越高(真空度越低)→硅膜片变形越大→应变电阻变化越大→电信号放大输出给发动机ECU
(3)控制电路图为皇冠3.0轿车2jz-ge发动机进气压力传感器电路图进气压力传感器:端子电源5v)、端子(进气压力信号电压)、端子e2(传感器接地)
2.真空膜盒型
(1)结构歧管真空度低歧管真空度高
(2)工作原理电感式传感器(线性变化压差变压器):进气歧管压力变化→铁芯移动→输出信号电压变化→输送给发动机ECU
(三)、怠速控制阀
1.怠速进气量的控制方法
(1)旁通空气式
1)特点怠速时,节气门完全关闭,怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提供
2)怠速控制阀的类型步进电机型旋转电磁阀型占空比控制电磁阀型开关控制电磁阀型
(2)节气门直动式怠速进气量由节气门较小的开度提供,不设旁通空气道。节气门在怠速状态的开度大小由发动机ECU通过怠速电机控制
2.步进电机型怠速控制阀
(1)组成
(2)步进工作原理定子相线按1-2-3-4顺序搭铁,定子n极逆时针移动,转子逆时针步进定子相线按1-4-3-2顺序搭铁,定子n极顺时针移动,转子顺时针步进转子转动一圈分为4个步级进行,每级步进90°
(3)工作过程(视频)转子八对磁极定子a、b各16个爪极,定子线圈a的两组线圈与定子线圈b的两组线圈反极性,定子共分为32个磁极爪步进一个爪极转角11.25°,步进32步转子转一圈,丰田车系步进电机0-125步
(4)定子绕组控制电路定子输入脉冲
(5)步进电机怠速控制阀控制电路3.占空比控制电磁阀型
(1)工作原理(视频)是一个比例电磁阀:占空比大,驱动电流大,电磁吸力大,怠速控制阀开度大
(2)占空比控制电磁阀型怠速控制阀控制电路四、补充空气阀1.功用(视频)提高冷起动怠速,加快暖机预热过程,增加暖机过程中所需的空气量,也称高怠速控制发动机完成暖机后,通过辅助空气阀的空气被自动切断,恢复正常怠速现代发动机集中管理系统,高怠速控制由怠速控制阀完成
2.石腊式补充空气阀
(1)怠速状态
(2)热起后状态当冷却液温度>80℃时,阀门完全关闭
3.双金属片式补充空气阀
(1)怠速状态双金属片的动作由加热线圈通电时间或发动机水温决定当水温<-20℃时,阀门全开当水温>60℃时,阀门全闭
(2)热起后状态五、惯性增压进气系统
1.组成与功用(视频)功用:利用进气气流惯性所形成的压力波来提高充气效率
三、电子控制点火系统
1、电子控制系统的信号输入
在有微处理器控制的点火系统中,控制系统输入多个传感器信号: 基准位置、曲轴转角、转速、水温、进气压力(或进气流量)、节气门位置等等。
常见的脉冲信号发生器有磁脉冲发生器、金属探测传感器、霍尔效应传感器和光电传感器
2、电子控制系统的控制策略
在微处理器控制的点火系统中,电控单元(ECU)不仅可以产生一个点火信号,而且还可以对点火信号的位置(决定点火时刻)和形状(决定初级回路闭合角的大小)进行控制,因而控制系统的控制策略在很大程度上决定着点火系统的优劣和发动机性能指标的好坏。
1、点火提前角的控制方法
ECU根据汽油机的各种工况信号对点火时刻进行控制。首先根据发动机的转速和进气压力信号从存储器存的数据中找到相应的基本点火提前角,然后根据有关传感器信号值加以修正,得出实际的点火提前角。实际点火提前角由三部分组成:初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角。
点火提前角的修正:暖机修正、过热修正、空燃比反馈修正、怠速稳定性的修正、爆震修正、最大和最小提前角控制
2、闭合角的控制方法
点火线圈的通电时间就是它以建立磁场的形式蓄积点火能量的时间,这段时间所对应的曲轴转角叫做闭合角。通电时间控制的原则是在不影响火花放电的前提下,保证点火线圈有足够的时间蓄积能量而又不会造成过热损失和破坏。
3、曲轴位置的测量方法
要做到对点火时刻的控制就必须精确测量曲轴的位置(在顺序喷射的燃油喷射系统中喷油时刻的控制也需测量曲轴的位置),方法主要有:计数器延时技术法、1度曲轴转角计数法、脉冲计数和延时计数综合法。
4、爆震控制
当发生剧烈爆震时,发动机各部分温度上升,使输出功率下降,严重时还会引起活塞烧结、活塞环粘着、轴承破坏和气门烧蚀等。推迟点火可以减轻甚至避免爆震,保震控制的目的就是根据爆震传感器的信号调整点火时刻使汽油发动机工作在临界爆震状态。
5、无分电器点火系统的控制
无分电器点火系统由于取消了分电器,所以可以消除配电部分的磨损和能量损失。同时由于配电部分不再有火花放电现象,所以极大地减少了电磁干扰。
无分电器点火系统,根据结构和点火方式的不同,可以分为两缸同时点火(冗余火花方式)和每缸独立点火两种。
四、辅助控制系统
1、怠速控制
怠速转速过高,会增加燃油消耗量。因此,怠速转速应尽可能低。但考虑到减少有害物的排放,怠速转速又不能过低。另外,考虑所有怠速使用条件下,如冷车运转与电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向伺服机构的接入等情况,它们都会引起怠速转速的变化,使发动机怠速不稳甚至会引起熄火现象。
通常发动机输出动力时,其转速是由驾驶员通过油门踏板控制节气门开度,调节进气量的方法来实现的。但在怠速时,驾驶员的脚已离开油门踏板,驾驶员要对进气量进行适时调节已不可行,为此在大多数电控汽油喷射发动机上都设有不同类型的怠速转速控制装置。
怠速时,节气门处于关闭状态,空气通过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通道进入发动机,由空气流量计(或进气歧管压力传感器)检测该进气量,并根据转速及其它修正信号控制喷油量,使转矩与发动机本身内部阻力矩相平衡,保证发动机在怠速下稳定运转。当发动机的内部阻力矩发生变化时,怠速运转转速将会发生变化。发动机怠速控制装置的功能就是自动维持发动机怠速稳定运转。
怠速控制(ISC)是通过调节空气通道面积以控制进气流量的方法来实现的。
2、排放控制
汽车发动机作为一个大气污染源,应该采取各种有效措施予以治理和改造。关于汽车发动机排气的控制和净化问题,各国都进行了大量的研究工作,研制了不少的技术措施。这些方法大致可分为:发动机本身的改进和增加排放净化装置。而由于发动机本身的改进,较难满足日益严格的排放法规和降低成本等要求,因此现代汽车采取了多种排放控制措施来减少汽车的排气污染,如三元催 化转换、废气再循环(EGR)、活性碳罐蒸发控制系统等。
3、进气控制
1)进气涡流控制
在发动机上采用涡流控制阀系统,可根据发动机的不同负荷,改变进气流量去改善发动机的动力性能。图8-27为由ECU控制的涡流控制阀系统。由图8-28所示,进气孔纵向分为两个通道,涡流控制阀安装在通道©内,由进气歧管负压打开和关闭,控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷或以低于某一转速运转时,受ECU控制的真空电磁阀关闭,真空度不能进入涡流控制阀上部的真空气室,涡流控制阀关闭。由于进气通道变小,产生一个强大涡流,这就提高了燃烧效率,从而可节约燃油。当发动机负荷增大或以高于某一转速运转时,ECU根据转速、温度、进气量等信号将真空电磁阀电路接通,真空电磁阀打开,真空度进入涡流控制阀,将涡流控制阀打开,进气通道变大,提高进气效率,从而改善发动机输出功率。
2)进气惯性增压控制系统
进气惯性增压控制系统(ACIS)即谐波增压进气控制系统,是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。
一般而言,进气管长度长时,压力波波长大,可使发动机中低转速区功率增大;进气管长度短时,压力波波长短,可使发动机高速区功率增大。
如果进气管长度可改变,则可兼顾增大功率和增大转矩,但一般过气管长度是不能改变的,因此利用惯性增压一般都按最大转矩所对应的转速区域利用。
3)断缸控制
汽车发动机尤其是大型轿车发动机的输出功率很大,又有较高的功率储备。但在城区行驶或在城外公路上行驶时,多数是处在较低的部分负荷下运行,这时发动机的效率不高。为了克服这一弊端,当发动机处于部份负荷下运行时,控制系统指令切断几个气缸的汽油供应与点火,停止几个气缸工作,则剩下各缸的工作效率得到增大,从而提高了发动机的效率并降低了燃油消耗。而当功率不能满足要求时,再恢复其余气缸工作。
㈤ 新能源汽车等电位连接技术是怎样的
触电防护是动力电池系统电气安全设计的重要内容,一般来讲,可以通过两类途径来实现:一是直接接触防护,如绝缘设计、屏护防护(遮拦/外壳,IPXXB/IPXXD等);二是间接防护,包括等电位连接、电气隔离(电气间隙、爬电距离)。这里谈谈对等电位的一些理解与认识。
什么是等电位连接?
在电工术语中,等电位连接,也叫保护接地,《雷电与避雷工程》一书对等电位的定义如下:“等电位连接是把建筑物内、附近的所有金属物,如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统一用电气连接的方法连接起来(焊接或者可靠的导电连接)使整座建筑物内部的金属物成为一个良好的等电位体。”
在国标GB/T18384-3:2015《电动汽车安全要求第3部分》中,将等电位连接(电位均衡)定义为:电气设备外露可导电部分之间电位差最小化。
为什么要求等电位连接?
在电气安全技术不断地发展和更新的进程中,人们注意到,大量电气事故是由过大的电位差引起的,比如雷击伤亡事故就是因为雷电所产生的上万伏特电压直接加诸到人体和大地之间,巨大的电位差产生瞬间大电流,造成受雷击的人因呼吸停顿或心脏麻痹而伤亡。与雷击事故相比,全球有更多的人因为遭受民用电或工业用电的电击而伤亡,其原理与雷击事故相同,均是由于带电物体在人体不同部位产生了巨大的电位差,进而造成严重伤害。
国际上非常重视等电位连接的作用,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用,都是十分必要的。等电位连接后,可防止系统电源线路中的故障电压导致电击事故,同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率,避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故。
等电位连接的作用主要如下:
防止人身遭受电击:将电气设备在正常运行时不带电的金属导体部分与接地极之间作良好的金属连接,以保护人体的安全,防止人身遭受电击。
保障电气系统正常运行:电力系统接地一般为中性点接地,中性点的接地电阻很小,因此中性点与地间的电位差接近与零。
防止雷击和静电的危害:雷击时会产生静电感应和电磁感应,物料在生产和运输过程中因摩擦而引起的静电,都可能造成电击或是火灾的危险。
在电动汽车产品中,如果整个电池组的最大电压超过60V(DC),就已经超过了人体安全电压的范围,必须进行等电位连接,以确保使用安全。
在等电位连接的情况下,即使电池组的正极或负极与电池组壳体的绝缘因故障而失效,由于车辆上所有的裸露金属部件都已经通过等电位连接达到了同一电位,因此人体接触这些金属部件时,不会有电流产生,人体在车辆上面仍然是安全的,不会发生电击事故。
与电动汽车相关的等电位连接标准有哪些?
①GB/T 18384-3电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护
②EN 1987-3 Electrically propelled road vehicles-Specific requirements for safety-Part3:Protection of users against electrical hazards
③ISO 6469-3 Electrically propelled road vehicles-Safety specification-Part3:Protection of persons against electric shock GB/T 18384-3对等电位连接的设计要求、测试要求在标准6.3.1和6.9中做了明确规定。
㈥ 电动车控制器上什么是高电位和低电位
低电位是输出电压 高电位是刹车后的电压
㈦ 48V电单车转把助力线电位分别多少伏
fire1
2019-02-06 · 优质科技领域创作者
电动车调速转把常用的为电阻式和霍尔式。
常见的转把一般是开关组合转把,除了调速转把以外,还把速度选择、喇叭、修复、巡航等功能集成在了一起。
转把一般安装在右侧车把,可旋转角度一般在0-30度之间,转动角度越大,电动车速度就越快。
以上为电阻式转把简要原理图。其中VCC(一般为红色线)与地(一般为黑色线)之间为控制器输出的转把供电电压,out断为控制器采集端(一般为绿色线),改变电位器(转把)的阻值即可改变out端的电压。
上图为霍尔转把的内部结构,霍尔转把与传统转把不同的是内部为两个对称且极性相反磁铁,传感器为线性霍尔元件以及放大电路组成。
无论是哪种转把,最终都是以可变电压送入控制器的采集端,通过控制器内部A/D转换,由主控芯片控制电机转速。
转把的输入电压一般为5V,输出电压一般在1.0-4.2V之间,控制器所采集的电压并不需要太大的电流,所以出现带不动灯泡的问题,是由于供电电流不足及转把损耗所致。
对于霍尔式转把,接错线一般不会工作。对于电阻式的,接错线就有可能出现转动方向与电压变化相反的问题。当然还有一种反向转把,转动角度越大,输出电压越小,这种转把使用比较少。
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㈧ 分析当电动汽车发生等电位连接故障时为什么维修人员没有触电
分期通电路器如发生故障,电路连通故障时,维维修爷爷没有触电都放到当然是因为进行专业的维修员,怎么可能会触电
㈨ 汽车电气设备的作用
作用:为汽车用户提供不间断供电,提供动力,满足用户需求。
对于电压与用途分别不一样的电气设备,在没有特别要求时,通常只需要一个总的接地体,坚持等电位联接的原则,把建筑物的金属管道、构件连接到总接地体上。
电力在我们的生活和生产中所发挥的重要作用不容忽视,其带给我们极大的便利,成为我们生产生活中的重要能源。电厂中能够让电力正常运行和输送的最为关键的因素便是电气设备。
在车上进行电焊作业时,必须断开电源总开关,以免电焊时产生的高电流及电磁辐射对汽车上的精密电子元件造成损坏。
在测量精密的高集成电子电路时不允许使用指针式万用表,要使用高阻抗的数字万用表。
(9)电动汽车等电位的作用扩展阅读
汽车电气设备的基本特点有下面几个方面:
1、两个电源
用电设备均与蓄电池、发电机并联。发电机为主电源,可提供汽车运行时各用电设备的用电;蓄电池为辅助电源,主要供起动时的用电。
2、低压直流电
蓄电池作为汽车上的电源之一,始终是直流电,主要用于发动机起动时为起动机供电,当蓄电池放电完后必须由直流电源对其进行充电,因此,汽车上的发电机也必须输出直流电。
汽车电气系统的额定电压一般为直流12V和24V两种。目前汽车上普遍采用12V电源,重型柴油机多采用24V电源。 随着汽车上电气设备的增多,电气负荷越来越大,要求汽车上采用能量大、体积小的电源。目前,已有汽车公司在研究使用36V、42V新型电源的课题。
从效率的角度考虑,使用42V电压系统,有利于减小电流,减小能量损耗,并且能够减小所需电子设备的体积,节省空间。
3、并联双线或单线
汽车上的用电设备采用并联电路以保证各支路的电气设备相互独立控制。 用电设备与电源的连接一般为两条导线:公共的火线和公共的零线。
单线连接是指汽车上的用电设备的正极均采用导线相互连接且与蓄电池的正极相连,而所有负极直接或间接通过导线与车身金属部分连接,则汽车车身的金属机体作为一条公共的导线,从而达到节约导线、电气线路简单、安装维修方便的目的。
双线制是现代轿车为了保证电子控制系统工作的可靠性,要求线路的搭铁良好,而对电气部件采用专门的搭铁线来连接。
4、负极搭铁
汽车车身的金属机体作为公共的导线,在接线时电源的某极必须与金属机体相连,这样的连接称为搭铁。对于直流电来说,电系的正极或负极均可作为搭铁极。
但按照国际通行的做法和我国国家标准GB2261—71《汽车、拖拉机用电设备技术条件》的规定,汽车电气系统为负极搭铁。负极搭铁能减少蓄电池电缆铜端子在车架车身连接处的电化学腐蚀,提高搭铁可靠性。