第2章 电动自行车电动机的种类特点及性能

2.1 电动自行车不同种类电动机的特点

电动自行车中使用的电动机一般为直流电动机，其作用是将电池电能转化为驱动电动自行车车轮转动的机械能。图2-1所示为电动自行车电动机的安装位置，它一般与后轮制成一体。

电动机是电动自行车中的关键部件，根据其结构不同，主要分为有刷电动机和无刷电动机两大类，如图4-2所示。

2.1.1 有刷电动机的特点

有刷电动机是指内部含有电刷和换向器的一类电动机，它的主要特点是通过内部电刷和换向器实现电能供给和转换，如图2-3所示。

图2-4所示为典型电动自行车中有刷电动机的结构组成。从图可看出，有刷电动机的定子是由永磁钢组成的，电刷安装在定子机座上，转子是由绕组、换向器（整流子）等构成的。

图2-5所示为有刷电动机的结构分解图，从该图中我们可以很清晰地了解到有刷电动机中各部件的位置关系。这种电动机转子与轴制成一体，为内转子式电动自行车的转子与车轮制成一体，属外转子式电动机，中心轴与定子绕组制成一体是固定于车架上的部分。

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根据有刷电动机内部结构的不同，电动自行车中常用的有刷电动机又可分为有刷有齿高速电动机和有刷无齿低速电动机两种。

上图中的有刷电动机则为有刷无齿低速电动机。而所谓“有齿”是指通过齿轮减速机构，将电动机转速调低，由于是高速电动机通过齿轮减速，其特点是启动时骑行者感觉动力强劲，而且爬坡能力较强。图2-6所示为典型有刷有齿高速电动机的内部结构组成。

2.1.2 无刷电动机的特点

无刷电动机是指无电刷和换向器的一类电动机，它的内部不包含电刷及换向器等部件，直接通过定子、转子等实现电能到机械能的转换，图2-7所示为无刷电动机的特点。

图2-8所示为典型电动自行车中无刷电动机的结构组成，它采用外转子式结构。从图可看出，无刷电动机的转子是由永久磁钢制成的与车轮制成一体的，绕组设置在定子上，而定子上的霍尔元件则用于检测转子磁极的位置，以便借助于该位置信号控制定子绕组中的电流方向和相位，并驱动转子旋转。

图2-9所示为普通内转子式无刷电动机的结构分解图，从该图中我们可以很清晰地了解到无刷电动机中各部件的位置关系。

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无刷直流电动机是以电子组件和传感器取代了机械电刷和换向器，具有结构简单、无机械磨损、运行可靠、调速精度高、效率高、启动转矩高等优点。

同样根据无刷电动机内部结构的不同，电动自行车中常用的无刷电动机又可分有刷有齿高速电动机和无刷无齿低速电动机两种。