无刷电动机由端盖、轴承、电动机轴、磁钢、绕组线圈和3个霍尔元件构成。
1.端盖、轴承和电动机轴
无刷电动机的端盖和轴承的作用与有刷电动机的端盖、轴承一样。无刷电动机的端盖、轴承如图4-12所示。
图4-11 无刷直流电动机的工作原理图
图4-12 无刷电动机的端盖、轴承
2.转子磁钢
无刷电动机磁钢的作用与有刷电动机一样,不同之处是无刷电动机的磁钢是粘在转子上的。无刷电动机磁钢数量比较多,常见的有12片、16片、18片,一般为直片状,按N、S的顺序排列在转子上。无刷电动机磁钢如图4-13所示。
3.霍尔元件
无刷电动机一般有3个开关型霍尔元件,起位置传感器的作用,检测转子磁极的位置。它的输出使定子绕组供电电路通断,起开关作用。当转子磁极离去时,使上一个霍尔元件停止工作,下一个霍尔元件开始工作,转子磁极总是面对磁场,霍尔元件又起改变定子电流的换向作用。无刷电动机上的霍尔元件如图4-14所示。
【专家指导】
无刷电动机的相角
无刷电动机的相角是无刷电动机的相位代数角的简称。指无刷电动机各绕组在一个通电周期里线圈内部电流方向改变的角度,又称电解度。
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图4-13 无刷电动机磁钢
图4-14 无刷电动机上的霍尔元件
电动自行车无刷电动机的相角有60°与120°两种。一般60°相角电动机的3个霍尔元件摆放位置是平行的。120°相角电动机的3个霍尔元件中间的1个霍尔元件是呈翻转180°摆放的。60°与120°两种相角的霍尔元件摆放情况如图4-15所示。
图4-15 60°与120°两种相角的霍尔元件摆放情况
判断电动机的相角有以下几种方法:
① 观察电动机内霍尔元件的摆放情况,通过霍尔引线的红线的位置就可做出判断,此法只有在打开电动机维修时才能看到。
② 查看无刷控制器的铭牌标签,一般无刷控制器都有60°与120°相序说明。
③ 用“绿盟”牌LY-2无刷电动机综合检测仪检测判断。如果是60°无刷电动机,测量出的霍尔元件真值信号应该是按照100、110、111、011、001、000(1表示开,0表示关)的规律变化。如果是120°无刷电动机,测量出的霍尔元件真值信号应该是按照100、110、010、011、001、101的规律变化,这样霍尔元件引线的通电相序就判断出来了。在维修实践当中,我们只需要知道120°无刷电动机的相序就可以了。
4.定子绕组
无刷电动机绕组一般有3组,每组都有相应的霍尔元件。霍尔元件通常安装在转子有引线一端,并靠近定子磁钢的地方,其对应的定子槽数是36槽、48槽、54槽。这样电动机旋转时就更加平稳,效率更高。无刷电动机定子线圈如图4-16所示。
图4-16 无刷电动机定子绕组
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