电动自行车的电磁学原理.ppt

1,电动自行车的电磁学原理,指导教师:杨晓梅 组长：张阳阳 组员：张楠 张荣 主讲人：张阳阳 班级：06级物教（1）班 时间：2007.11.01,2,二、电动自行车的分类,一、电动自行车的发展史,三、电动自行车的结构及原理,1.蓄电池的 分类及特性,2.电动机的 分类及原理,四、电动自行车的优势与劣势,电动自行车的电磁学原理,3,一、电动自行车的发展史,世界上第一批真正实用型的自行车出现于19世纪初。1817年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。自行车问世后迅速成为当时欧洲人青睐的交通工具。19世纪一些欧洲人也构思出了一些理想的自行车图。在自行车的发明阶段，有些人并没有把自行车的两个轮子设计成前后放置，而是把两个轮子做成了左右放置，这种自行车的外形有些类似轮椅。三轮自行车的平衡能力更好，人们更容易学会骑乘三轮自行车。随着日后自行车技术的改进，三轮自行车逐渐发展成一种运货的交通工具。从德国德莱斯的发明第一台自行车以来经过许多人不断研发，到现在脚踏车才算完全定型。与以前发展中的自行车相较最大的进步，就是高度变低、材料变好；传动方面则是由鍊条传动后轮，增加了车子的稳定度。,4,二、电动自行车的分类,电动自行车可分为全电动和智能助动型两大类。 1.全电动自行车：可以脚踏骑行，也可以无须借助人力，而靠纯电力驱动，利用手把控制速度，实现0-40公里/小时的无级变速。 2.智能助动型电动自行车：具有与普通自行车相似的操作方式，可以人力骑行，也可以电力助动，没有纯电动功能。其以人力为主，电力为辅，由人力骑行力的大小，控制电流供应的大小，实现人力与电力的组合，骑行感觉轻松。当达到设计速度时，电力停止供应。,5,三、电动自行车的结构及原理,充电器 车架 蓄电池 控制器 转把、闸把、助力传感器 电动机 灯具,6,(1)蓄电池的分类,电池是提供电动车能量的随车能源，蓄电池主要分为：铅酸蓄电池，镍氢蓄电池（NiMH），锂离子电池。目前电动车主要采用铅酸电池组合。它的性能可靠，生产工艺成熟，价格也较低。目前已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池，使用中不需要补充水分，免维护。 电解液是由高纯度硫酸和纯水组 成的无色透明的稀硫酸，它和阴、阳 极板起化学作用，把化学能转化成电 能，同时在电池内部起导电作用。 灌入电解液状态下的电池，虽然 没有连接外部电路，也会随着时间的 推移逐渐失去电量。,7,(2) 蓄电池的特性,蓄电池的主要化学反应是：PbO2+2H2SO4+Pb充电 放电 PhSO4+2H2O+PhSO4 目前电动车主要使用胶体铅酸蓄电池。胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质，内部无游离的液体存在, 在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象； 电解质浓度低，对极板腐蚀弱； 浓度均匀，不存在酸分层的现象。 使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力（高、低温）强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护，电池在100%放电后仍可继续接在负载上，在几周内充电仍可恢复至原容量等等优点。,8,(1)电动机的分类,电动车常用电机一般是直流电机，用有、无永久磁铁分类，有永磁电机和串激电机两类。永磁电机又分为有刷电机和无刷电机两大类。 有刷、无刷是有无电刷的俗称。 无刷电机有别于有刷电机，有刷电机是以用电刷作为换向器，而直流无刷电机则改用电子线路方法向三相线圈绕阻，分时分别供电。用脉宽变频调速表之类控制马达的转速，用单片机等来检测转子的瞬时位置及速度，然后控制电机的驱动电路，以此来实现电机的运转。无刷电机采用的是电子开关作为切换方式，因而电机的工作效率相当的高。当作为电子开关的三极管处于导通状态时，由于其上的压降很小，因而功耗很低；同样当三极管处于截止状态时，由于其漏电流相当的小，虽然电压降很高，但是功耗依然很低。这样就大大提高了电机的工作效率。,9,(2)电动机的组成,旋转电机必须具备静止和转动两大部分 直流电机静止部分称作定子 作用 - 产生磁场 由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成 直流电机转动部分称作转子(通常称作电枢) 作用 - 产生电磁转矩和感应电动势 由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组成,10,(3)电动机的原理,要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换， 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理 。 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理 。,11,12,返回,13,四、电动自行车的优势及劣势,优势 电动车有着体积小,省力,廉价,轻便等优势，所以备受人们青睐。 劣势 虽然电动车方便，