有刷与无刷电动车区别

Question

如题所述

Answer 1

1、电机
A、电机分类
电动车一般使用直流电机，有很多品种，不同形式的电机其特点也不一样。且根据不同使用环境与目的使用不同的电机。现将电机的、分类与特点介绍如下。此处涉及的电机都是旋转式电机。旋转的部分叫转子，不转的部
分叫定子，转子和定子之间靠磁场同性相斥、异性相吸的作用力作相对运动。直流电机转子和定子的磁场可以全部由线包（也叫线圈、绕组）产生，也可以一半（指定子或转子之一）使用永久磁铁。由此，直流电机可以分成串激电机和永磁电机两大类。串激电机的转子和定子磁场全部由线包绕组产生，定子绕组产生恒定方向的磁场，也叫激磁磁场。
永磁电机的转子和定子磁场，其中一个由线包绕组产生，一个使用永久磁铁。
按照电机的通电形式，永磁直流电机又可以分为有刷电机和无刷电机两大类。如按转速分，可以分为高速电机（大
于2000转/分）与低速电机（小于2000转/分）。从电机本身带不带齿轮减速机械装置，又可以分为有齿、无齿电机。高速电机用于电动车，需要经过齿轮减速，一般为有齿电机，低速电机一般为扭矩输出不经任何减速的无齿电机。但有些转速稍高的低速电机可以经过电机外加减速装置减速，这在代步三轮车中经常使用；这种链条传动的小轮带大轮盘的方式，噪音较小，效率还是比较好的。
目前，电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。由于不采用线圈激磁的方式，就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机的机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。
笼统地讲，无刷电机的效率高于有刷电机；高速电机的效率高于低速电机；有齿电机的扭力高于无齿电机；货运大功率三轮等串激电机普遍使用行星减速机构。
电动自行车使用的电机一般是轮毂电机，具体又细分为：有刷无齿、有刷有齿、无刷无齿、无刷有齿。如果将电机、辐条、车圈做成一体，有个另外的名字叫一体化轮毂电机。电机辐条、车圈分开的，受冲击时缓冲性好于一体化的，但坚固程度不如一体化的。
有刷电机（串激电机也是有刷电机）内部有电刷（碳刷）和换向器，换向器学名也叫整流子。电动车电机的换向器大多为平面状的（不是圆柱状）。有刷电机里面碳刷顶在换向器表面。电机转动时，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要成分是碳，故此称为碳刷。碳刷易磨损，应定期维护更换，并清理积碳。在有刷电机里面，装置并保持碳刷位置的机械导槽叫刷握，俗称碳刷架。换向器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交替变化，完成有刷电机线圈的换向。
无刷电机没有电刷和换向器，由控制器根据转子的位置，为电机里面的线圈提供不同方向的电流，达到电流方向交替变化的目的。无刷电机，分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。
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的无刷电机。位置传感器大部分采用霍尔器件。位置传感器和定子绕组是固定不转的，转子是永久磁铁，磁铁经过转子位置传感器后，霍尔器件产生一个脉冲。控制器根据转子位置传感器提供的信号，改变电机里面线圈电流的方向。
B、电机的特点
电机形式 传动形式 电机效率 爬坡性能 维护周期 维护内容 骑行噪音
无刷无齿电机无刷低速外转子电机、直接驱动 中 一般 无 无 小
无刷有齿电机 高速无刷电机、行星齿轮减速 高 好 3年左右 润滑齿轮 中
有刷有齿 高速有刷电机、2级齿轮减速 中 好 1年左右 更换碳刷、润滑齿轮 大
有刷无齿低速有刷外转子电机、直接驱动 低 差 2年左右 更换碳刷、清理积碳 小

Answer 2

1、有刷电机的正负极分别接通内部的两个碳刷，碳刷固定在定子上，转子上的换向器，通过转动让不同组合的线圈工作，当线圈能通电时将产生磁动力推动转子转动，然后带动转子转入下一组线圈组合，依次类推。 无刷电机是在电机内部定子上不同位置上安装上三个霍尔元件，当霍尔感应到装在转子上的磁钢的磁场时，霍尔会将信号传递给控制器，控制器根据信号将电流分送给三根电机线上，电机每转动一周，控制器会出现180次的切换，无刷的只有十几次，所以无刷的车子启动性能比有刷好。 还有，有刷电机是通过机械性的换向的，电机弹刷磨损和电机内部积碳是个棘手的问题，再者弹刷磨损严重后，弹刷与换向器之间的接触会出现接触不良，导致电机的效率下降。

2、无刷电机完全克服了有刷电机个弊端，但无刷有有自身的弊端，就是电机内部的霍儿元件直接影响着整台电机的质量。很多的企业也尝试过其他的途径解决该问题，但是收效不是太好，象无霍儿电机，自学习控制器，他们都有着更大的缺陷。

目前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机，直流永磁电机按照是否采用电刷换向可分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机是直流电机的主流产品，目前绝大多数电动自行车电机都是有刷电机。无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置传感器外加电子换向器的方法进行电子换向，无刷电机主要是为了消除电刷的磨损，以及电刷接触所产生的噪声。

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Answer 3

有刷和无刷电动车在多个方面存在显著差异。
首先，从电机本身来看，有刷电机采用炭刷与换向器进行机械换向，而无刷电机则依靠霍耳元件感应信号由控制器完成电子换向。这导致了两者在内部结构上的不同。
其次，在性能方面，有刷电机由于存在机械摩擦和损耗，通常存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。相比之下，无刷直流电动机具有寿命长、免维护、可靠性高等优势，并且效率通常可高于85%，甚至达到76%。
此外，操作方法也是两者之间的一大区别。有刷电机的接线方法相对简单，通常只有正负两根引线。而无刷电机的接线方式则更为复杂。
总的来说，有刷和无刷电动车在电机结构、性能以及操作方法上都存在显著差异。在选择时，可以根据自己的需求和预算进行考量。