电动自行车用电动机及控制器.doc

ICS 43140分类号：Y14q日备案号：2341 3-2008中华人民 共禾口 国轻工行业标准QBT 29462008电动自行车用电动机及控制器Motor and controller used for electric bicycles2008-02-0 1发布 2008-07-0 1实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布QB,T 29462008刖旨本标准由中国轻工业联合会提出。 本标准由全国自行车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：全国自行车标准化中心、信息产业部电子第二十一研究所、中船重工七院七一二研究所、湖北三环(亿州)微特电机有限公司、浙江卧龙电机股份有限公司、上海千鹤电动车有限公司、 徐州中意机电有限公司、北京汇能亚澳通讯设备厂、苏Jli-1,羚羊电动车有限公司、南京大陆鸽高科技股 份有限公司、包头市永磁电机研究所、常州市东南电器电机(集团)有限公司、中国自行车协会助力车 专业委员会、国家自行车质量监督检验中心、国家轻工业自行车质量监督检测常州站。本标准主要起草人：贡俊、贾爱萍、贺家齐。 本标准首次发布。QBT 29462008电动自行车用电动机及控制器1范围 本标准规定了电动自行车用电动机(包括含减速器的电动机)及控制器的型号命名、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于电动自行车用电动机(以下简称“电动机”)及控制器。2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 191-2000包装储运图示标志GB 100691旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法GBT 24235电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验Ea：冲击GBT 242310电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动(正弦) GBT49421-2001旋转电机外壳防护分级(IP代码) GBT494221993低压电器外壳防护等级(IP代码)GBT 5171-2002小功率电动机通用技术条件GBT 10405-2001控制电机型号命名方法3型号命名3 1电动机型号电动机的型号命名按GBT 10405-2001规定，由机座号、电动机型式代号、性能参数代号和派生 代号四部分组成。示例：18l ZWJ 3617310AT T T 1_派蛛号【性能参数代号(36代表额定电压36V；173中17代表电动机 额定转速数值的前两位数，173中3代表对应转速整数位数，173代表额定转速170rmin；10代表额定转矩10Nm)L_一电动机型式代号(带减速器的无刷直流电动机)L_一机座号(辐条孔中心圆的直径为181mm)31 1机座号带辐条孔轮毂电动机的机座号用辐条孔中心圆的直径表示，其直径规格见表1；一体轮轮毂电动机 的机座号用车轮直径表示，其直径规格见表2；内转子电动机的机座号用电动机的机壳外径表示。QBT 29462008带辐条孔轮毂电动机为基本形式。表1 辐条孔中心圆直径规格 单位为毫米表2车轮直径规格单位为毫米 序号i23456789 10 ll机座号(直径规格)2543043554054555lO5606106606857103 1 2电动机型式代号 电动机型式代号由电动机基本型式代号和电动机扩展代号组成，基本型式代号与扩展代号之间由”相连。电动机基本型式代号定义为： z有刷直流电动机； ZW无刷直流电动机； KC开关磁阻电动机； YC永磁同步电动机；YX三相异步电动机(高效率)。电动机扩展代号定义为：J带减速器。3 1 3性能参数代号 性能参数代号用7位阿拉伯数字表示。前两位表示电动机的额定电压数值，单位为伏特(v)：中间三位数的前两位表示电动机额定转速数值的前两位数，最末一位数表示对应转速的整数位数，额定转 速的单位为转每分钟(rmin)；最后两位为电动机的额定转矩数值的整数位，不足两位的在数前面冠以0，额定转矩数值的单位为牛顿米(Nm)。3 1 4派生代号带辐条孔轮毂电动机的派生代号用大写汉语拼音字母A、B、C 表示；一体轮轮毂电动机的派 生代号用YA、YB、YC 等表示；内转子电动机的派生代号用NA、NB、NC 等表示。但不能使 用I、N、O、Y字母。3 2控制器型号 控制器的型号命名由控制器型式代号、电压等级、电流等级代号和派生代号四部分组成。 示例：ZWK 3610 A派生代号 电流等级代号(10A) 电压等级(36v)控制器型式代号(无刷直流电动机控制器)3 2 1控制器型式代号 控制器型式代号定义为： ZK有刷直流电动机控制器 ZWK无刷直流电动机控制器KCK开关磁阻电动机控制器QBT 29462008YcK永磁同步电动机控制器； YXK三相异步电动机控制器。3 2 2电压等级 电动机采用直流24V、36V和48V。3 2 3电流等级代号 控制器的电流等级由两位阿拉伯数字组成，代表控制器母线电流最大安培数，不含小数位，不足两位的数在数字前面冠以0。3 2 4派生代号派生代号用大写汉语拼音字母A、B表示，但不能使用I、0字母。3 3外壳防护等级电动机外壳防护等级按GBT4942 1-2001中IP03(防淋水)的规定要求。控制器外壳防护等级按GBT4942 21993中IP03(防淋水)的规定要求。4要求4 1使用环境条件 电动机和控制器应能在下列条件下止常工作：环境温度：5。C40；相对湿度：最湿月份的月平均最高相对湿度为90，同时该月的月平均最低温度不大于25。4 2额定电压 电动机采用直流24V、36V和48V。4 3外观 电动机表面应无锈蚀、碰伤、裂痕；涂覆层应无剥落，紧固件连接要牢固；引出线应完整无损；铭牌字迹和内容应清晰无误，且不应脱落。控制器外壳应光滑无裂痕，布线不允许有飞线现象。4 4外形及安装尺寸44 1带辐条孔后轮轮毂电动机的外形和安装尺寸 带辐条孔后轮轮毂电动机的外形和安装尺寸见图1和表3。驴 磷、7么慕毯力这乡图1带辐条孔后轮轮毂电动机外形和安装尺寸图3表3带辐条孔后轮轮毂电动机外形和安装尺寸机座号 DmmN个 dmmLlmm L2mm L1mm S13013028鼍4或164 164 28或36130或 30或 40或 M12x1 25-69(两侧辐条孔应相互错31+：4或145或 43或 47 5或戥18I181开半木孔间距)160 6455M14x1 5-69224 224 3 5+：444 2一体轮后轮轮毂电动机的外形和安装尺寸 一体轮后轮轮毂电动机的外形和安装尺寸见图2和表4。图2一体轮后轮轮毂电动机外形和安装尺寸图 表4一体轮后轮轮毂电动机外形和安装尺寸机座号 Dmm LImmL2mmS254254304304355355405405455 455 M12x125 69510 510 130或145或16040或47 5或55或560 560 M14x15-696106106606606856857107104QB厂r 2946200844 3前轮轮毂电动机的外形和安装尺寸前轮轮毂电动机的外形和安装尺寸应符合企业标准或产品技术条件的规定。44 4内转子电动机的外形和安装尺寸 内转子电动机的外形和安装尺寸应符合企业标准或产品技术条件的规定。445控制器的外形和安装尺寸 控制器的外形和安装尺寸应符合企业标准或产品技术条件的规定。4 5装配质量4 51电动机轴向间隙 电动机的轴向间隙应不大于05mm。452径向圆跳动 内转子电动机轴伸径向圆跳动应不大于表5中的规定值。表5径向圆跳动值 单位为毫米I 轴伸直径 610 1018径向圆跳动值00300035453端面圆跳动 一体轮轮毂电动机轮辋外缘端面圆跳动应不大于lmm。46引出线和接插件4 61引出线定义 无刷直流电动机三相主绕组线的颜色应分别为：A相蓝色、B相绿色、C相黄色。无刷直流电动机位置传感器信号线的颜色应分别为：电源正为红色、电源负为黑色、A相传感器信号线为蓝色、B相传 感器信号线为绿色、C相传感器信号线为黄色。有刷直流电动机绕组线的颜色应分别为：绕组正为红色、绕组负为黑色。 控制器的电源输入线的颜色应分别为：电源正为红色、电源负为黑色。控制器速度指令输入线的颜色应为蓝色，控制器刹车指令输入线的颜色应为绿色。控制器与电动机相接的引出线颜色应与电动机对 应线的颜色相一致。有刷电机控制器中与电机绕组线相对应的引出线应与控制器电源线有明显的区分标 志。4 62电动机引出线强度 电动机每根主绕组引出线应能承受20N的拉力，传感器每根引出线应能承受9N的拉力，试验后引出线应完整无损。463接插件 电动机及控制器引出线的接插件应符合企业标准或产品技术条件的规定。47辐条孔拉伸强度带辐条孔轮毂电动机每个辐条孔的拉伸强度应不低于2300N。48绝缘电阻和绝缘介电强度 电动机和控制器的绝缘电阻应符合表6的规定，绝缘电阻测定用兆欧表，其电压按表7的规定。 电动机的绕组对机壳间及控制器功率线(包括控制器电源输入线及与电动机绕组引出线相连接的控制器输出线)与机壳或散热器之间应能承受频率为50Hz、电压(Ac)为500V、历时lmin的绝缘介 电强度试验，绕组的漏电流应不大于5mA(峰值)，试验过程中应无击穿或飞弧现象。同一台电动机如有需要，允许再进行一次耐电压试验，试验电压为表7规定的试验电压值的80。 对批量生产的电动机，进行绝缘介电强度试验时，允许用规定试验电压值的120，而将试验时间缩短 至ls。QBT 2946-2008表6绝缘电阻单位为兆欧姆 需测试的部位常态 低温 高温 恒定湿热l电动机绕组与机壳之间10050 101l控制器功率线与机壳或散热器之间100 50lO1表7兆欧表的电压值 单位为伏特l额定电压 兆欧表电压值36 250360050049定子电阻电动机的定子电阻应符合企业标准或产品技术条件的规定。410定子电穰 电动机的定子电感应符合企业标准或产品技术条件的规定。4 11旋转方向 单向出线的轮毂电动机从出线端看(内转子电动机从轴伸端看)，规定逆时针为正方向，双向出线的轮毂电动机旋转方向应符合企业标准或产品技术条件的规定。412电动机空载电流 电动机空载电流应符合企业标准或产品技术条件的规定。413电动机额定数据4131额定转矩 额定转矩应符合企业标准或产品技术条件的规定。4 132额定转速 额定转速应符合企业标准或产品技术条件的规定。413 3额定输出功率 根据额定转矩和额定转速计算出额定输出功率，应不大于240W。413 4效率不带减速器的外转子轮毂式有刷低速直流电动机在50200额定转矩范围内的效率应不低于60，在额定转矩时，效率应不低于70。 其他种类的电动机在50200额定转矩范围内的效率应不低于70，在额定转矩时，效率应不低于75。4 14电动机超速 电动机应能承受12倍额定电压下空载运行2min的超速试验。试验时不应发生电动机运行故障。4 15电动机短时过载 电动机应能承受2倍额定转矩的过载试验，时间为10min。416控制器最大输入电流控制器最大输入电流应符合企业标准或产品技术条件的规定。4 17控制器额定输入电流 控制器额定输入电流应符合企业标准或产品技术条件的规定。418控制器功耗 控制器功耗应不大于控制器输入电压与控制器额定输入电流乘积的5。6QBT 294620084 19控制器短时过载 控制器应能承受2倍控制器额定输入电流的过载试验，时间为lOmin。420控制器主要功能4201调速功能 控制器应能对电动机进行无级调速。4202欠压保护功能 控制器应有欠压保护功能，欠压保护值应符合企业标准或产品技术条件的规定，当控制器电压降到其欠压保护规定值时，应能自动断电不工作。4 203过流保护功能 控制器在最大输入电流工况，应能自动断电，不再工作。过流工作持续时间应不超过企业标准或产品技术条件的规定。4204制动断电功能 控制器应能在制动时自动切断电源电流。420 5防失控保护功能 控制器应具有防失控保护功能。421质量电动机和控制器的质量应符合企业标准或产品技术条件的规定。422温升 电动机电枢绕组温升应符合企业标准或产品技术条件的规定。423低温当环境温度达(一54-1)时，不通电持续2h后，绝缘电阻应符合48的规定，电动机和控制器应 能空载启动。424高温 当环境温度达(40a：2)时，加50额定负载下，持续2h，电动机和控制器应能正常工作，试验后绝缘电阻应符合48的规定。4 25恒定湿热电动机和控制器应能承受(40-3=2)、相对湿度9095、历时4天的恒定湿热，试验后测试空 载电流应符合412的规定，外观应无明显的影响正常工作的锈蚀现象，绝缘电阻应符合48的规定。4 26防淋水电动机应符合GBT49421-2001中IP03(防淋水)的规定。控制器应符合GBT494221993中 IP03(防淋水)的规定。4 27振动电动机和控制器固定在试验台上，按表8规定的振动条件进行振动试验，试验过程中不应出现零部 件松动或损坏。试验后测试空载电流应符合412的规定。表8振动试验条件三个相互垂直轴线方向 振动频率Hz 振幅mm 扫频次数 每一轴线振动时问rain振动总时间min。ss双振幅1510 45135428冲击 电动机和控制器固定在试验台上，按表9规定的条件进行冲击试验，试验过程中不应出现零部件松动或损坏。试验后测试空载电流应符合412的规定。QBT 29462008表9冲击试验条件l峰值加速度，c州s2，脉冲持续时间ms 波形 每一轴线冲击次数三个相互垂直轴线的6个方向I冲击总次数1501l半正弦 3 18429噪声 电动机在额定电压下空载运行，其噪声应不大于65dB(A)。430寿命 有刷直流电动机寿命应不小于1000h，其他种类的电动机寿命应不小于2000h。431说明书 出厂电动机和控制器应附有说明书(提供同一客户、同一批次电动机或控制器产品可以只提供一份说明书)。说明书印刷应规范，且应具有下列内容： a)电动机或控制器的生产厂家、生产日期和型号； b)电动机或控制器的外形及安装尺寸、接口及接线定义、电动机或控制器的正确接线方法： c)电动机空载电流、电动机额定性能数据；d)控制器欠压保护值、过电流保护值； e)生产厂商有关“质量三包”承诺的具体内容； f)生产厂需要说明的其他事项。 说明书内容应与实物一致。5试验方法51试验条件51 1正常试验条件 a)环境温度5。C30： b)相对湿度4575； c)大气压力86kPa106kPa；d)电器测量仪表精度应不低于05级(兆欧表除外)；e)测功仪精度应不低于1，测速仪精度应不低于1； f)直流电源纹波系数应不大于5； g)声级计精度为士15dB；h)千分表精度为1级。5 12仲裁试验的标准大气条件 当因气候条件对试验结果有争议时，则以下述条件的试验结果为裁定产品的依据 a)环境温度(20a：1)；b)相对湿度6367；c)气压86Idea106kPa。52外观 用目测法检查电动机和控制器的外观质量，应符合43的要求。53外形及安装尺寸用保证尺寸精度要求的量具检查电动机和控制器的外形及安装尺寸 应符合44的要求。54装配质量541轴向间隙将电动机以轴向水平位置牢固地安装，千分表测量头置于轴伸顶端 沿着轴线施加100N推力在轴8QBT 29462008上，先向一个方向，然后向相反方向，千分表两次读数之差为轴向间隙，应符合451的要求。54 2径向圆跳动 将内转子电动机机壳固定，当缓慢地转动转轴时，用千分表在轴伸配合部位沿轴向测取三个圆跳动值，其最大值应符合452的要求。54 3端面圆跳动 将一体轮轮毂电动机轴固定，缓慢地转动外壳，用千分表在轮辋外缘端面沿径向测取三个跳动值，其最大值应符合453的要求。55引出线和接插件55 1引出线定义 目测引出线检查颜色，应符合461的要求。552电动机引出线强度 轴向(径向)出线的电动机，使引出线的引线端朝下，沿引出线的轴向，在其端部逐渐施加20N拉力(传感器引出线施加9N拉力)，加力时应使导线芯及绝缘层均匀受力。其结果应符合462的要求。553接插件按企业标准或产品技术条件规定的方法检查，应符合463的要求。56辐条孔拉伸强度 将两根具有足够强度的试验用辐条装入电动机外壳一侧辐条孔内(两辐条孔位置间隔应接近1800)，对辐条孔进行拉伸强度试验，其结果应符合47的要求。试验应对电动机外壳两侧辐条孔各进行一次，两 侧辐条孔位置间隔应接近90。57绝缘电阻和绝缘介电强度 用48规定的兆欧表测量绝缘电阻值；用耐压试验仪进行绝缘介电强度试验，其结果均应符合48的要求。58定子电阻 用直流电桥或满足精度要求的其他仪表测量电动机各相定子绕组的电阻，其值应符合49的要求。59定子电感用电感电桥测量电动机各相定子绕组在频率1000Hz下的电感，其值应符合410的要求。510旋转方向 将电动机与控制器正确连接后通电，用目测法检查电动机的旋转方向，应符合411条的要求。511电动机空载电流 电动机在额定电压下空载运行5min后，测取电动机绕组输入电流值，应符合412条的要求。512电动机额定数据 电动机固定在转矩测试仪上，功率分析仪接在控制器与电动机之间，电动机和控制器在额定电压下运行，并逐渐加大转矩，在413I要求的额定转矩值的50、100及200三点，分别用转速表及功 率分析仪测取对应的电动机转速”、电动机输入功率只。然后用公式(1)计算出对应电动机转矩时的输 出功率，用公式(2)计算对应转矩点的电动机效率。额定转矩点对应的转速为额定转速，应满足4132 的要求，额定转矩点对应的输出功率为额定输出功率，应满足4133的要求，各转矩点对应的效率应满 足4134的要求。P：竺!”(1)955式中：Rm输出功率，单位为瓦(w)；955变换系数； M转矩，单位为牛顿米(Nm)：9QBfr 29462008”转速，单位为转每分钟(rmin)。”=百Poutoo(z)式中；口效率，i Pout输出功率，单位为瓦(w)； 只。输入功率，单位为瓦(w)。513电动机超速电动机在12倍额定电压下空载运转2min后应符合414的要求。5，14电动机短时过载 电动机固定在转矩测试仪上，在额定电压下运行，逐渐将转矩加至额定转矩的2倍时，维持10rain后，其结果应符合415的要求。515控制器最大输入电流 电动机固定在转矩测试仪上，控制器与电动机相连，给控制器施加额定电压，调节速度指令到最大使电动机运转，通过转矩测试仪给电动机逐渐增加转矩，调节控制器直流母线输入电流应能达到416 规定的控制器最大输入电流。5 16控制器额定输入电流 电动机固定在转矩测试仪上，控制器与电动机相连，给控制器施加额定电压，调节速度指令到最大使电动机运转，通过转矩测试仪给电动机逐渐增加转矩，调节控制器直流母线输入电流至417规定的控制器额定输入电流，连续2h控制器应能正常工作。517控制器功耗 电动机固定在转矩测试仪上，控制器与电动机相连，给控制器施加额定电压，调节速度指令到最大使电动机运转，通过转矩测试仪给电动机逐渐增加转矩，调节控制器直流母线输入电流至417规定的 控制器额定输入电流，通过电压表、电流表及功率分析仪读出控制器输入电压、输入电流及控制器的输 出功率，控制器的输入功率为控制器直流母线电压与直流母线电流的乘积，控制器输入功率与控制器输 出功率的差值为控制器的功耗值，应符合418的要求。518控制器短时过载电动机固定在转矩测试仪上，控制器与电动机相连，在额定电压下，转矩逐渐增加，使工作电流达 到2倍额定电流值，维持10min后，控制器应符合419的要求。5 19控制器圭要功能5 191调速功能 电动机接电源后，在额定负载下，调节控制器的速度控制部件，电动机的转速从0开始逐渐升至最高转速值，应符合4201的要求。5 19 2欠压保护功能 调直流稳压电源输出电压为控制器的额定值，调控制器到高速位，电动机工作正常，然后调低稳压电源的输出电压到电动机自动断电不工作，此值为欠压值，应符合4 20 2的要求。5193过电流保护功能 将电动机固定在转矩测试仪器上，控制器与电动机正确连线，给控制器施加额定电压，调节速度指令到最大使电动机运转，通过转矩测试仪给电动机逐渐增加转矩，调节控制器直流母线输入电流至控制 器最大输入电流，维持一定时间控制器应能自动断电。用秒表读取控制器从达到最大输入电流到自动断 电之间的时间间隔即为过流工作持续时间，应符合4203的要求。5 194制动断电功能 电动机固定在具有制动性能的模拟台架上，调直流稳压电源输出电压为控制器额定值，调控制器到QBT 29462008高速位，电动机工作正常，当制动动作时，应符合420 4的要求。5 195防失控保护功能 控制器与电动机相连，给控制器施加额定电压，调节速度指令至最大，电动机正常运行，当速度指令线或调速把手的地线断开时，控制器均应能控制电动机停止运转。520质量 用感量为1的衡器，称取电机和控制器的质量，应符合421的要求。5 21温升将电动机安装在支架上，在室温下放置，待达到稳定非工作温度后，测量规定绕组的直流电阻，计 下室温，然后在额定电压下使电动机运行在额定转矩和额定转速点维持一定时间，待达到稳定工作温度 后，切断电源，测试同一绕组的直流电阻，并记录此时的室温。温升按GBT 5171-2002中6221的规定求出，应符合422的要求。5 22低温 电动机和控制器安装在试验支架上，不通电放入试验箱中，逐渐降低箱温，并保持在一5，在箱内通电测试，应符合423的要求。5 23高温 电动机和控制器安装在试验支架上，不通电放入试验箱中，升高箱温并保持在40。C，按428规定通电和加载，试验后应符合424的要求。5 24恒定湿热 控制器和电动机轴伸及安装配合面涂以防锈脂后，放入试验箱(室)内，按428规定的试验条件进行试验，试验后，应符合425的要求。525防淋水电动机和控制器处于非通电状态，分别按GBT49421-2001及GBT494221993中IP03(防淋 水)试验方法进行试验，试验过程中，电动机及控制器引出线向下，试验后应符合426的要求。5 20振动电动机和控制器分别固定在试验台上，按GBT 2423 10中的规定进行振动试验。其振动频率、振 幅、扫频次数、每一轴线的振动时间按表8的规定。试验在三个垂直的方向(其中一个方向为电动机轴 线方向)进行。在进行初始振动时如出现危险频率，应记录该频率和所旌加的振幅值，并在每一危险频率上，以相 同的振幅值振动30min。试验过程中电动机和控制器在额定电压下空载运转，试验后，电动机和控制器应符合427的要求。5 27冲击电动机和控制器分别固定在试验台上，按GBT24235中的规定进行冲击试验。其峰值加速度、脉冲持续时间、波形、冲击次数按表9的规定。 试验过程中电动机和控制器在额定电压下空载运转，试验后，电动机和控制器应符合428的要求。528噪声电动机悬持在弹性元件上，在额定电压下空载运行，按GB 100691规定进行噪声试验，其结果应 符合429的规定。529寿命电动机轴向水平放置，施加60额定负载(对拖法或其他模拟负载)进行寿命试验，试验时间可 累计计算，但每次试验连续时间必须大于2h，试验总累计时间应符合430的规定。试验期间不允许更 换零件。530说明书 检查出厂产品所附的说明书是否符合431所列要求并与实物相符。Qar 294620086检验规则61检验分类 检验分为出厂检验和型式检验。 电动机检验分类见表10，控制器检验分类见表1 1。表10电动机检验分类表序号 检验项目 技术要求 试验方法 出厂检验 型式检验l外观 43522 外形及安装尺寸4453轴向阃隙 45，154，13装配质量 径向圆跳动 4 52542端面跳动 4 535434 引出线和接插件46555 辐条孔拉伸强度4 7 566 绝缘电阻和绝缘介电强度48577定子电阻 49588定子电感 410 5，99旋转方向 411 510 lO 电动机空载电流412 5 11 额定转矩、4131额定转速 413 2ll额定数据 512额定输出功率4133效率 413412 电动机超速 4 14 51313 电动机短时过载415 51414 质量 4 2l 52015 温升 4 2252I16 低温 423 52217 高温 4 2452318 恒定湿热 425 52419 防淋水 4 2652