电动车电机改发电机详解

电动车电机改发电机详解

我在上一篇文章中提到了电动车电机改发电机的问题，介绍得比较笼统，没有提到具体的改造过程，可能一些专业人士明白是怎么回事，但估计还有人不明乎所以，现将改造的细节公布，以觞读者。

一、电机改发电机的条件

按理任何电机都可以改造成发电机，但业余条件下似乎要满足一个基本条件，那就是电机必须是永磁的，励磁型的电机改造起来是很困难的，好像目前电动车电机基本上都是永磁的了（因为我不是专业人士，不知道市面上有没有励磁型的电动车电机？）。电动车电机分有刷电机和无刷电机，不管是有刷电机还是无刷电机，只要是永磁型的，都可以发电，只是有刷电机发出的是直流电，无刷电机发出的是交流电而已。掌握了这个基本前提，我们就心中有数了，想动手是吗？那好，去找来一个永磁电机，我告诉你怎么做！

二、改造的步骤

在介绍之前，让我们先看看电动车电机的结构，如下图：

从图可以看出，这是一个盘式外传子式电机，线圈装在定子上，磁极装在转子上；磁极数为38，定子槽数为51，线圈为典型的三相星形接法，下方三根白色的线束为三相线，左侧白色的长条部分为中性点接头。很庆幸能我的电机买对了――这是一个现成的三相交流发电机，300块钱很值！

这个电机不做任何改造就可以发出三相交流电，在前一篇文章我介绍过，在120转/分左右的转速下，经三相全波整流后空载电压为20－24伏。整流的电路如下：

如果这一电压达到使用的要求，那就没有必要对电机进行改造了；如

果要提高输出电压，那就必须对电机进行改造了。让我们在看看怎样改造最简单、省事，先看下图：

打开电机后我惊喜地发现，电机的每相线圈都是6股线并联的，单根线径为0.8mm，用万用表测量相间电阻约为0.4欧，我们可以想象它是怎样发电的，为了更形象一点，我们来看它的发电模拟图：

这是其中一相发电的模拟图，由于每相都是6股线并联的，我们可以形象地比拟为6节电池并联供电的电路，要提高它的电压很容易，就是把电池拆开成2组或者3组，最高可以拆成6，下图是拆成2组的模拟图：

实际操作中，我是将线圈拆成2组，每组有3股线，将2组线首尾连接后即可完成改造，改造后输出电压如以上模拟图所示，提高了1倍。

如果拆成6组，就变成了6只电池串联在一起了，如下图：

三、改造对电压、电流及内阻的影响

（1）对电压的影响：这个大家很容易理解。在实际改造中我是将6股线拆成3股，分成2组首尾串联后提高1倍的电压。如果将6股线分成单股首尾串起来，电压就可以提高6倍，这是该电机最高的极限了；在以上我也提到，未经改造的电机在120转/分左右的转速下，经三相全波整流后空载电压为20－24伏，如果电压提高6倍，空载输出电压就可以达到120伏以上，如果达到240－300转/分的额定转速，输出电压就达到240伏以上了，这对需要高电压、低电流输出的用户是很有用的。在这里提醒大家，在高电压输出时一定要注意安全！

（2）对电流的影响：我们改造的实质是将并联电路改成了串联电路，在提高电压的同时，不可避免的降低了电流的输出能力，从理论上讲，电压升高1倍，电流输出能力就会下降1倍（不知对否，恳请专家指点）。我们可以根据实际应用来考虑改不改造或者怎样改造，举几个例说明：要接的负载只有几欧或者十几欧时，就没有必要对电机进行改造，因为低电阻的负载往往需要大的输出电流，十几、二十伏的电压完全可以满足使用要求，再改造不但达不到要求，还会降低电机的效率；当负载电阻较大时，如30欧或者更高，改造就有必要了，不改造电压很难达到30伏以上，不能满足较大功率的输出要求；如果负载电阻更大一点，如接100欧的负载，可以按2股串接或单股串接，为负载提供最佳的电压匹配。

（3）对电源内阻的和电机效率的影响：这个影响是很大的，很显然，

按照我的改造办法，电压提高1倍（×2）时，电源内阻不是增加1倍，而是原来的4倍（×4），我实测的结果，未改造前任何2相间的电阻为0.4欧，进行3股串联（原来是6股并联）后就变成1.6欧了，如果是单股串联，内阻将高达14.4欧，这个大家要做到心中有数，不然改好后会后悔的。电源内阻的提高，不但降低了电流输出能力，而且还降低了电机的效率，举个例子说明：同样转速下，不改造空载电压是20伏，接10欧负载，电源内阻是0.4欧，实际电流1.9安（这个计算方法不准确，我只是打个比喻），那么电源内耗为1.4瓦左右，负载功率36.1瓦，不计其它损耗电机效率为96％；改造后空载电压为40伏，接10欧负载，电源内阻为1.6欧，实际电流3.5安，电源内耗为19.6瓦，负载功率122.5瓦，不计其它损耗电机效率为86％。如果不考虑电源内耗，提高电压对提高负载功率的效果确实很明显，但是看看上面的例子，这个19.6瓦的内耗对小电机来说是很恐怖的，它会使电机明显发热，内阻进一步增高，实际输出功率和效率还会有更大的下降，还影响电机寿命。但是如果接的是30欧的负载，情况又不同了：不改造电流是0.6安，电源内耗0.14瓦，负载功率10.8瓦，效率98.7％；改造后电流是1.3安，电源内耗2.7瓦，负载功率50.7瓦，效率95％，这个改造结果可以接受吧？

由于知识和水平十分有限，高中学的一点物理知识也忘得差不多了，错误的地方恳请专家指正；同时需要说明的是，这不是学术论文，充其量也只能说是一篇DIY文章，其中的一些观点和计算方法可能是错误的，希望大家不要引用！

谢谢大家！