电动自行车中使用的直流电机概述

电动自行车中使用的直流电机概述

1 引言

电动自行车的发展离不开其所采用的核心驱动元件——电机的发展，其实电机本身的发展自有其规律，在力辉小编看来，但把电机与自行车结合起来研究将是一件十分有意义的事情。本文简述目前国内市场上电动自行车中所采用的各种直流电机的基本概况，指出其产品类型、结构、性能特点、使用场合等。

2 分类

2.1 按电机类型分类

电动自行车所用直流电机按电机本身类型可分成以下几类。

2.1.1 普通永磁直流电动机

这类电机即为通常使用的永磁直流电动机。电机定子为铁氧体或钕铁硼永磁磁钢磁极，转子为普通直流电机转子，电机转速2000～4000r/min。这类电机需配备减速齿轮箱后才能用于电动自行车上。

2.1.2 普通无刷直流电机

将有刷直流电机改为无刷直流电机，所不同的是定子为多相散嵌绕组，而转子为永磁磁极。这类电机转速设计的较低，一般不需减速机构，电机转速500～1000r/min。电机装于自行车的中轴上(习惯称中置电机)。由于采用无刷电机，因此这类电机通过驱动线路控制很容易实现调速。

2.1.3 印制绕组、线绕盘式直流电机

采用这两种电机的主要目的是利用这类电机薄饼式结构特点，使电机整体便于在自行车上合理安放。这类电机转速较高，3000～4000r/min，电机功率较大。本类电机需要与减速齿轮机构相配才能用于电动自行车上。线绕盘式直流电机由于其绕组参数便于调整，因此设计上可使电机特性有较大的变化，能适应多种负载特性要求。

2.1.4 外转子无刷直流电机

这类电机轴向尺寸短，而铁心外径较大，因此结构上为扁平式，其电机结构和工作原理与普通无刷电机相类似，但该电机为外转子(定子磁钢)式无刷直流电机，电机极数较多，转速较低，在200r/min左右，无需减速齿轮，结构简单，安装在自行车后轮轴上。

2.2 按电机装在自行车上的位置分类

电动自行车用直流电机按其装在自行车上的位置可分成以下几类。

2.2.1 中置电机

装于自行车脚踏处中轴上，通过链条将动力传递到后轮上。这类电机安装时自行车脚踏处需进行较大改动，而后轮则不需做任何变动。

2.2.2 轮毂式电机

装于自行车后轮轴中心，电机工作时力矩直接加到后轮上，不工作时可像普通自行车那样人工骑行。

2.2.3 磨轮式电机

装在自行车后座上靠与后轮摩擦传递动力。这种结构为早期产品所采用，目前已很少看到这类电机。

2.2.4 旁褂式电机

旁褂式电机通过链传动驱动后轴，电机装在自行车侧面。

3 各类电机的特点

3.1 轮毂式印制绕组直流电机

轮毂式印制绕组直流电机是目前在电动自行车中采用最多的一种电机。之所以如此，是因为两方面的原因，一是这种电机结构上的特点：扁平，轴向尺寸小，便于安装。二是由于性能上的特点：运行起来性能稳定，可靠，损耗小，效率高，控制灵活。从生产角度讲，虽然该产品的技术上含量较高，但生产上并不难，其成本相对较低，只要注意控制其加工质量，把好各个生产关口，这类电机的批量生产成本会较低，效益(利润)会很大。

3.2 轮毂式无刷直流电机

轮毂式无刷直流电机与上类似，也有上述之特点。由于采用无刷控制技术，因而可省去减速齿轮箱，使电机结构简化。应该说，本类电机是电动自行车中结构上最简单的电机，其运行性能及控制方式也十分良好及灵活。该类电机制造成本不高，只要电机设计合理，性能优良，其组织批量生产将很容易，各工序均可形成流水线生产，这样就降低了成本。

3.3 中置式电机

凡将驱动电机装在自行车脚踏处的这种安装方式，其所采用的电机统称为中置式电机。这类电机是通过链轮链条传递动力至后轮。3.3.1普通无刷直流电

机

这类电机即为通常使用的内转子式无刷直流电机，电机结构简单，已有相当成熟的加工手段，电机成本较低。由于采用无刷控制，因此电机性能优异。

3.3.2 普通永磁直流电机

这类电机是最普通的永磁直流电机，电机结构简单，工作稳定，可靠，生产加工成熟。定子可采用早期的铁氧体永磁材料，也可采用当今高性能稀土永磁材料钕铁硼。采用铁氧体磁钢电机性能要差一些，但电机成本低一些；而采用钕铁硼磁钢电机性能将十分好，比如转速低、效率较高、换向性能好等。

4 结语

电动自行车离不开电机。电动自行车的发展也离不开电机的发展。由于电动自行车是一种家用电器产品，一方面，作为生产厂家，希望批量生产，只有批量上去了，效益才能产生。另一方面，作为使用者，要求电动自行车性能稳定、可靠，使用寿命长，维护简单，不经常出现故障，价格低。因此，要求生产厂家提高电动自行车电机的产品质量，提高性能，降低成本。可见，选择一种合适的电机作为电动自行车驱动电机就显得尤为重要。经过多年生产实践及了解到有关生产厂家的情况，认为印制绕组直流电机和外转子无刷直流电机为电动自行车首选电机。