有刷电动机和无动刷电动机的通电原理不一样，其内部结构也不一样。对轮毂式电动机而言，电动机力矩的输出方式（是否经过齿轮减速机构减速）不一样，其机械结构也不一样。通常，电动机的内部结构主要由绕组、电刷装置、换向器、磁钢、轴承、霍尔器件等零部件组成。
1.绕组
电动车分有刷电动机和无刷电动机，两种类型的电动机绕组在电动机的位置如图4-1所示。
图4-1 两种电动机绕组
有刷电动机绕组绕在环形铁心上，绕组与换向器的换向片相连，再经换向片和电刷与外电路相连。电动机的转子与定子间的气隙通常为0.25～0.40mm。电动机通电后，绕组在定子磁场的作用下，产生作用力，驱动电动机转动。
无刷电动机绕组在圆柱形或环形铁心上而构成定子。电动机的转子与定子间的气隙与有刷电动机一样，也为0.25～0.40mm。绕组在电流的作用下，产生磁场驱动转子转动。
【点拨】
电动机绕组常见故障主要有断路、搭铁及短路。可按以下方法进行检修：
1）有刷电动机绕组一处出现断路、搭铁或短路时，电动机输出功率会明显降低，在应急情况下，可使用“跳接法”处理；若为断路，应查到断路处，予以连接并做好绝缘处理，即将与断路绕组相连的两个换向片连接起来，使这一支路的其他绕组恢复工作能力；若为搭铁，应将搭铁绕组与换向片连接的两个线头剪断，使绕组与换向器的连接完全脱离，然后将与绕组脱接的两换向片用铜线跳接起来即可；若为短路，应将短路处绕组与换向片的连接脱开，然后用铜线将与绕组脱接的换向片连接起来即可。
2）有刷电动机绕组多处断路后，会造成电动机完全丧失工作能力。此时应重新更换或绕制绕组，甚至更换电动机。
3）无刷电动机绕组出现上述故障时，若故障部位在绕组外部，应直接处理并加垫绝缘纸；若故障发生在绕组内部，应更换绕组或电动机。
2.电刷装置
电刷装置为有刷电动机特有部件，主要由电刷、电刷盒、电刷弹簧组成。它们在电动机上的位置如图4-2所示。
图4-2 电刷在电动机上的位置
电刷在弹簧的作用下贴靠在换向器上，通过电刷与换向器形成滑动接触，一般为一对（也有为两对的）。
由于电刷是由低阻值的铜石墨制成，因此可以通过很大的电流。有正、负极之分，正极电刷与控制器驱动线（一般为黄色）正极相连，负极电刷与控制器驱动线（一般为绿色）负极相连。
电刷盒的作用是将电刷固定在应有位置上，但又要保证电刷在电刷盒中能自由活动。若配合间隙太大，则电动机运转时电刷可能在换向器表面产生倾斜和跳动，从而影响换向；若配合间隙太小，则当电刷在负载下发热膨胀可能卡死。因此配合间隙既不能太大，也不能太小。
电刷弹簧的作用是施于电刷一定的压力，以保证电刷与换向器在电动机运转时始终有良好的接触。当电刷磨损到一定程度时，弹簧因伸长，其压力减少，待减少到某一极限时，电刷与换向器之间的接触就开始不稳定，容量出现机械性火花，这时就应该更换电刷了。
【点拨】
当电刷的长度小于规定的磨损极限（新电刷长度的2/3）时，应更换电刷。当电刷弹簧变形、或折断时，应予以矫正，或更换。新研磨的电刷应在电动机轻负荷下磨合1h后再转入大负荷工作。
图4-3 有刷电动机换向器
3.换向器
换向器是有刷电动机的重要部件，它是由许多换向片排列成一个圆筒，其间用云母片绝缘，两端再用两个V形套筒夹紧而成。其作用是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。如图4-3所示，为换向器正面和反面。
换向器是有刷电动机里面具有相互绝缘的条状金属表面，随电动机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电动机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电动机线圈的换相。而无刷电动机内绕组的排列叫做相序，无换向器，其换向是通过控制器来完成的。
【点拨】
换向器与电刷处于滑动摩擦的工作状态，在长期工作中，换向器会出现污损、烧蚀和云母突起等现象（见图4-4），这些都会影响换向器的正常工作，可按以下操作方法进行检修。
1）换向器工作表面有油污或有电刷磨损下来的粉粒等其他污损物时，可用棉纱或汽油擦洗干净。
2）对于烧蚀轻微的换向器，可用金相砂纸抛光。
3）用锯片割削突起的云母片，使之低于换向片0.5～0.8mm。以免在电刷与换向器接触部位产生强烈的电火花，不仅影响电刷与换向器的正常工作，而且加剧换向片的烧蚀。
4.磁钢
磁钢也称磁体，是一种用于电动机中的高磁场强度的磁性材料，电动车电动机都采用钕铁硼稀土磁钢。磁钢在电动机上是成对出现的，通常为弧形结构。
磁钢在有刷电动机和无刷电动机上的位置如图4-5所示。有刷电动机上的磁钢片沿定子轴周向分布，相邻磁钢的磁极相反；无刷电动机上的磁钢片沿轮毂内表面均匀分布，为使磁场强度增大，故将磁钢按N极与S极交替分布。
磁钢常见的故障有失磁和脱落。磁钢失磁会造成电动机转矩明显减少，电动机穿戴时转速高，电流大。处理方法通常是整体更换磁钢或电动机。
图4-4 换向器故障现象
图4-5 磁钢在两种不同类型电动机上的位置(www.xing528.com)
磁钢脱落后，对电动机的影响不大，只是速度会减慢，且在行驶中会发出金属摩擦的声音，耗电量也会增大。用手转动电动机时，会出现转动不灵活的现象。处理方法通常是校正电动机磁钢位置后，重新固定即可。但应注意固定时应与其他平齐一致，不突出或错位，保证电动机转子和定子间的气隙和机械尺寸不受影响。
【点拨】
1）磁钢通过3种方法固定在定子或转子上。即：树脂胶固定；螺钉固定、燕尾槽固定。
2）采用树脂胶固定成本低，生产简便，是普遍采用的方式。
3）采用螺钉固定即是在磁钢上钻两个孔，并在定子铁心支架相应的位置钻两个孔，再攻螺纹，用沉头螺钉将每块磁钢固定在定子铁心支架上。这种方法优点是不会出现磁钢脱落的问题，缺点是由于磁钢多两个孔，影响定子的磁感应强度，使定子的磁场没有原来的强。
4）采用燕尾槽固定即是在生产定子铁心支架的过程中改变模具，在定子铁心支架上留有燕尾槽，再经过机械加工，使燕尾槽的尺寸符合设计要求并与整个定子同心，再将磁钢生产成燕尾形，装配时只要将磁钢沿轴向插入槽内即可。这种固定方法省去了用树脂胶粘接磁钢的麻烦，磁钢永远也不会脱落或松动，更换磁钢也十分方便。
5.轴承
电动车的电动机上常用的轴承为滚动轴承。轴承在电动机上的位置如图4-6所示，主要有电动机轴轴承、端盖轴承等。
图4-6 轴承在电动机上的位置
电动车实际维修中，拆卸滚动轴承常采用的方法有敲打法、钩拉法和导板法。敲打法适用于轴径较小且配合不太紧的轴承的拆卸，即用硬木棒敲打轴承内圈，敲打时用力要均匀，着力点沿圆周移动。钩拉法和导板法适用于比较难拆卸的轴承，选择两脚或三脚的拉具，通过转动螺杆进行顶拉，将滚动轴承拆卸下来。导板法是在钩拉法上的改进，只是将拉钩改成导板，从而克服拉钩容易滑脱的缺陷。
拆下滚动轴承后，先刮去废油，然后用汽油或煤油洗净，再用纸巾或清洁的布擦干进行检查，正常的滚动轴承应转动灵活，声音均匀，无破裂、变色、剥离、麻点、锈蚀、珠痕等。
安装滚动轴承常采用敲打法或热套法。敲打时应垫上内径略大于轴承轴径的铜棒或钢管。热套法是将轴承放在干净的机油中加热到处理后，立即套到轴上，用工具压住内圈，安装到位再抹上干净的润滑脂即可。
【点拨】
1）滚动轴承损坏表现为过热和出现异响。过热故障的原因主要有：润滑脂存在异常；轴承装置不当；轴承内圈与轴颈配合过松或过紧。发出异响故障的原因和表现有：轴承间隙过大（滚动和振动声）；严重缺油（口哨式尖叫声并夹有滚动声）；个别滚珠破裂或脱出（不规则的撞击声）；润滑脂内有杂质（声音发哑、沉重）。
2）滚动轴承发生故障时，根据上述产生的原因采用相应的措施，例如若为润滑脂的原因，及时添加达标的润滑脂，即可排除故障。若轴承间隙过大或本身已损坏，一般无法修复，只能更换新的同型号滚动轴承。
6.霍尔器件
霍尔器件是用于无刷电动机内的磁场极性识别的器件，其作用是告知控制器何时改变电动机电流方向，与控制器配合，完成无刷电动机的旋转。
无刷电动机的霍尔器件，每付3个，均相同型号，以便较好的匹配和同步。霍尔器件外形及引脚排列如图4-7所示。
将霍尔器件正放（即霍尔器件表面有标注的朝上），中间脚为霍尔接地端，左脚为霍尔电源正端，右脚为霍尔信号输出端（即霍尔相线）。
霍尔器件在电动机上的位置如图4-8所示。无刷电动机通过5根霍尔线与控制器相连。通常情况下，红色线接霍尔电源正端，黑色线接霍尔接地端，其余的黄、蓝、绿线接霍尔信号输出端（即霍尔相线）。
图4-7 霍尔器件外形及引脚排列
图4-8 电动机定子上的霍尔器件
电动车电动机常见的霍尔器件型号有A3507、A3508、A3515、A3516、A3517、A3518、A3260XUA、A3260EUA、A3210EUA、A3197、A3240XLT、A3240XUA和A3281XUA等。且上述霍尔器件的接线均相同。
【点拨】
1）霍尔器件分60°相位角和120°相位角。不同电动机安装霍尔器件的正反位置有多种。一般情况下，60°相位角和120°相位角的3个霍尔器件均应平行放置，但中间一个霍尔器件呈翻转状态（即如果3个霍尔排列顺序为正、正、正则电动机为60°电动机，如果3个霍尔是正、反、正，则电动机为120°电动机）。
2）霍尔器件的故障主要有霍尔器件失效、霍尔器件脱落、霍尔引线断开等。当怀疑霍尔器件损坏时，可通过万用表直接测量霍尔器件加以判断。也可不分解电动机，通过测量霍尔引线间的电压或霍尔引线间的电阻值加以判断。
下面以测量霍尔引线间的电压为例介绍其检测方法。具体操作分两步进行：
1）霍尔电源线电压的测量。
在电动机与控制器连接好的情况下，接通电源。将数字万用表置于20V直流电压挡，将黑表笔与霍尔器件的黑线相接，红表笔与霍尔器件的红线相接。正常情况下，读数应显示为5V左右，如图4-9所示。
2）霍尔相线电压的测量。
当判定霍尔电源电压为5V后，在霍尔器件引线及连接无异常的情况下，将万用表黑表笔接黑色线，红表笔接绿色线（或蓝色线、黄色线），同时用手慢慢转动后轮，正常情况下，万用表显示0V或5V（有时略低于5V也正常）。如果长期处于低电位0V，或高电位5V，则说明红表笔所接的相线与之对应的霍尔器件损坏，如图4-10所示。
图4-9 测量霍尔器件电源线电压
图4-10 测量霍尔器件相线电压
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