2024-07-18
![についての最新の会社ニュース [有用な情報] モーター に 関する 知識 に 関する Q&A](/images/load_icon.gif){kind=icon}
1.モーターとは何ですか？
モーターは、バッテリーからの電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、電気自動車の車輪を回転させる部品です。
2.巻き線とは何ですか？
電機子巻線は、銅のエナメル線を巻いたコイルで構成される DC モーターのコア部分です。電機子巻線がモーターの磁場内で回転すると、起電力が発生します。
3.磁場とは何ですか?
磁場とは、永久磁石または電流の周囲に発生する力場であり、磁力が到達または作用できる空間を囲みます。
4. 磁場の強度とは何ですか?
1 アンペアの電流が流れる無限に長い電線から 1/2 メートルの距離にある磁場の強度は、1A/m (アンペア/メートル、国際単位系、SI) です。CGS (センチメートル・グラム・秒) 単位系では、電磁気学へのエルステッドの貢献を記念して、1 アンペアの電流が流れる無限に長い電線から 0.2 センチメートルの距離にある磁場の強度は 10e (エルステッド) と定義され、10e = 1/4π×10^-3 A/m です。磁場の強度は通常、H で表されます。
5. アンペールの法則とは何ですか?
右手にまっすぐな電線を持ち、親指を電流の方向に向けたとき、指が曲がる方向が電線を囲む磁力線の方向を示します。
6. 磁束とは何ですか?
磁束量とも呼ばれ、均一磁場における磁気誘導強度 B と磁場方向に垂直な平面の面積 S の積として定義されます。
7. ステーターとは何ですか?
ブラシ付きまたはブラシレス モーターの動作中の固定部分。ハブ型ブラシ付きまたはブラシレス ギアレス モーターでは、モーター シャフトはステーターと呼ばれ、内部ステーター モーターになります。
8. ローターとは何ですか?
ブラシ付きまたはブラシレスモーターの動作中の回転部分。ハブタイプのブラシ付きまたはブラシレスギアレスモーターでは、外側のケースはローターと呼ばれ、外部ローターモーターになります。
9. カーボンブラシとは何ですか?
ブラシ付きモーターの整流子表面に配置されたカーボンブラシは、モーターの回転時にコイルに電気エネルギーを伝えます。カーボンブラシは主にカーボンで構成されているため、摩耗しやすく、定期的なメンテナンス、交換、カーボン堆積物のクリーニングが必要です。
10. ブラシホルダーとは何ですか?
ブラシ付きモーター内の機械的なチャネルで、カーボンブラシを所定の位置に保持します。
11. 整流子とは何ですか?
ブラシ付きモーターでは、整流子は絶縁された金属ストリップで構成されており、モーターのローターが回転すると、ブラシの正極端子と負極端子に交互に接触し、モーターのコイルの電流の方向を反転させて整流を実現します。
12. フェーズシーケンスとは何ですか?
ブラシレスモーターのコイルの配置順序。
13. 磁性鋼とは何ですか?
一般的には高強度磁性材料を指すために使用されます。電気自動車のモーターでは、通常、ネオジム鉄ホウ素 (NdFeB) 希土類磁性鋼が使用されています。
14. 起電力（EMF）とは何ですか？
EMF はモーターの回転子が磁力線を切断することによって生成され、印加電圧に逆らうため、逆起電力 (CEMF) と呼ばれます。
15. ブラシ付きモーターとは何ですか?
ブラシ付きモーターでは、コイルと整流子が回転しますが、磁石とカーボンブラシは静止したままです。コイル電流の交互方向は、回転する整流子とブラシによって実現されます。電気自動車業界のブラシ付きモーターは、高速タイプと低速タイプに分けられます。ブラシ付きモーターとブラシレスモーターの主な違いは、ブラシ付きモーターにカーボンブラシがあるかどうかです。
16. 低速ブラシ付きモーターとその特徴は何ですか?
電気自動車業界では、低速ブラシ付きモーターは、ステータとローターの相対速度がホイール速度に対応するハブタイプの低速、高トルク、ギアレスDCモーターを指します。ステータには5〜7対の磁石があり、ローターアーマチュアには39〜57個のスロットがあります。アーマチュア巻線はホイールケース内に固定されているため、回転ケースとその36本のスポークによって放熱が促進され、熱伝導性が向上します。
17. ブラシ付きモーターとギア付きモーターの特性は何ですか?
ブラシ付きモーターの主な隠れた危険性は、ブラシの存在による「ブラシの摩耗」です。ブラシ付きモーターは、さらにギア付きとギアなしのタイプに分かれていることに注意してください。現在、多くのメーカーは、高速モーターであるブラシ付きモーターとギア付きモーターを選択しています。「ギア付き」の部分は、ギア減速機構を使用してモーター速度を下げることを指します（国家規格で規定されているように、電動自転車の速度は時速20kmを超えてはならないため、モーター速度は約170rpmである必要があります）。
ギア減速機能付きの高速モーターとして、強力な加速を特徴とし、ライダーに始動時の力強い感覚と強力な登坂能力を与えます。ただし、電動ハブは密閉されており、工場出荷前に潤滑剤のみが添加されます。ユーザーが日常のメンテナンスを行うことは困難であり、ギア自体が機械的摩耗を受けます。約1年後、潤滑が不十分な場合、ギアの摩耗が悪化し、騒音が増加し、使用中の電流消費が増加し、モーターとバッテリーの両方の寿命に影響を与える可能性があります。
18. ブラシレスモーターとは何ですか?
ブラシレス モーターは、さまざまな電流方向で DC 電力を供給するコントローラーによって、コイル内の電流方向を交互に変化させます。ブラシレス モーターのローターとステーターの間にはブラシや整流子はありません。
19. モーターはどのようにして整流を実現するのですか?
ブラシレス モーターとブラシ付きモーターはどちらも、回転中にコイルを流れる電流の方向を交互に変えて、連続回転を実現する必要があります。ブラシ付きモーターは整流子とブラシを使用してこれを実現しますが、ブラシレス モーターはコントローラーに依存します。
20. 位相不良とは何ですか?
ブラシレス モーターまたはブラシレス コントローラーの 3 相回路では、1 つの相が正常に機能しません。相障害は、主相障害とホール センサー障害に分類できます。これは、モーターが振動して動作しなくなったり、過度のノイズを伴って弱く回転したりすることで現れます。相障害状態でコントローラーを操作すると、簡単に焼損につながる可能性があります。
21. 一般的なモーターの種類は何ですか?
一般的なモーターの種類には、ブラシ付きギア付きハブモーター、ブラシ付きギアなしハブモーター、ブラシレスギア付きハブモーター、ブラシレスギアなしハブモーター、サイドマウントモーターなどがあります。
22. 高速モーターと低速モーターは種類によってどのように区別できますか?
A) ブラシ付きギアハブモーターとブラシレスギアハブモーターは高速モーターに属します。
B) ブラシ付きアンギアードハブモーターとブラシレスアンギアードハブモーターは低速モーターに属します。
23. モーター出力はどのように定義されますか?
モーター出力とは、モーターが出力する機械的エネルギーと電源から供給される電気エネルギーの比率を指します。
24. モーターの出力を選択することが重要なのはなぜですか? モーターの定格出力を選択することの重要性は何ですか?
モーターの定格出力の選択は、非常に重要かつ複雑な作業です。定格出力が負荷に対して高すぎる場合、モーターは軽負荷状態で動作し、その能力を十分に活用できず、非効率性や運用コストの増加につながります。逆に、定格出力が低すぎる場合、モーターは過負荷になり、内部損失が増加し、効率が低下し、モーターの寿命が短くなります。わずかな過負荷でもモーターの寿命が大幅に短くなる可能性がありますが、より深刻な過負荷は絶縁体を損傷したり、モーターを焼損したりする可能性があります。したがって、電気自動車の動作条件に基づいてモーターの定格出力を厳密に選択することが重要です。
25. ブラシレス DC モーターには通常 3 つのホール センサーが必要なのはなぜですか?
簡単に言えば、ブラシレス DC モーターが回転するには、ステータ コイルの磁場とローターの永久磁石の間に常に一定の角度がなければなりません。ローターが回転すると、その磁場の方向が変わります。2 つの磁場間の角度を維持するには、ステータ コイルの磁場の方向を特定のポイントで変更する必要があります。3 つのホール センサーは、電流の方向を変更するタイミングをコントローラーに通知し、このプロセスがスムーズに行われるようにします。
26. ブラシレスモーターのホールセンサーの消費電力はどのくらいですか?
ブラシレスモーターのホールセンサーの消費電力は、およそ 6mA ～ 20mA の範囲です。
27. モーターはどの温度で正常に動作しますか?
モーターが耐えられる最高温度はどのくらいですか？モーターカバーの温度が周囲温度より25度以上高い場合、モーターの温度上昇が正常範囲を超えたことを示します。一般的に、モーターの温度上昇は20度未満である必要があります。モーターコイルはエナメル線で巻かれており、150度を超える温度でエナメルコーティングが剥がれ、コイルの短絡が発生する可能性があります。コイル温度が150度に達すると、モーターケースの温度が約100度になることがあります。したがって、ケース温度を考慮すると、モーターが耐えられる最高温度は約100度です。
28. モーターの温度は 20 ℃ 未満である必要があります。つまり、モーターのエンド カバーの温度は、周囲温度より 20 ℃ 未満である必要があります。モーターが 20 ℃ を超えて過熱する理由は何ですか?
モーターの過熱の直接的な原因は高電流です。これは、コイルのショートや断線、磁性鋼の減磁、またはモーターの効率の低下が原因である可能性があります。通常の状況では、モーターが長時間にわたって高電流で動作しています。
29. モーターが熱くなる原因は何ですか? どのようなプロセスが関係していますか?
モーターが負荷状態で作動すると、モーター内部で電力損失が発生し、最終的に熱に変換され、モーターの温度が周囲温度より高くなります。モーターの温度と周囲温度の差を温度上昇といいます。温度上昇が発生すると、モーターは周囲に熱を放散します。温度が高いほど、熱放散は速くなります。モーターが単位時間あたりに発生する熱が放散する熱と等しい場合、モーターの温度は安定し、発熱と放散のバランスが取れます。
30. モーターの一般的な許容温度上昇はどのくらいですか? モーターのどの部分が温度上昇の影響を最も受けますか? それはどのように定義されますか?
モーターが負荷状態で動作している場合、その効果を最大限に引き出すには、出力が高いほど（機械的強度を考慮しない場合）、効果的です。ただし、出力が高いほど、電力損失が大きくなり、温度が高くなります。モーター内の耐熱性に関して最も弱いのは、エナメル線などの絶縁材料であることがわかっています。絶縁材料には温度制限があります。この制限内では、物理的、化学的、機械的、電気的特性は安定しており、耐用年数は一般に約 20 年です。
この限界を超えると、絶縁材料の寿命が大幅に短くなり、焼損につながることもあります。この温度限界は絶縁材料の許容温度と呼ばれ、モーターの許容温度でもあります。絶縁材料の寿命は、一般的にモーターの寿命に相当します。
周囲温度は時間や場所によって異なり、中国ではモーターの設計に標準周囲温度 40°C が指定されています。したがって、絶縁材またはモーターの許容温度から 40°C を引いた値が許容温度上昇となります。絶縁材によって許容温度は異なります。モーターによく使用される 5 つの絶縁材は、許容温度に基づいて A、E、B、F、H に分類されます。
周囲温度40℃を基準として、5種類の絶縁材料と、それぞれのグレード、絶縁材料、許容温度、許容温度上昇に対応する許容温度、許容温度上昇を次の表に示します。
31. ブラシレスモーターの位相角をどのように測定しますか?
コントローラに電源を接続し、コントローラからホール素子に電力を供給することで、ブラシレス モーターの位相角を検出できます。方法は次のとおりです。マルチメーターの +20V DC 電圧範囲を使用し、赤いリード線を +5V ラインに接続し、黒いリード線を使用して 3 つのリード線の高電圧と低電圧を測定します。測定値を 60 度モーターと 120 度モーターの整流表と比較します。
32. DC ブラシレス コントローラーを DC ブラシレス モーターに接続しても正常に動作しないのはなぜですか? DC ブラシレス モーターに逆位相シーケンスの概念があるのはなぜですか?
一般的に言えば、DC ブラシレス モーターの実際の動作には、次のプロセスが含まれます。モーターが回転し、ローターの磁場の方向が変わります。ステーターの磁場とローターの磁場の間の角度が 60 電気度に達すると、ホール信号が変わります。相電流の方向が変わります。ステーターの磁場が 60 電気度進みます。ステーターとローターの磁場の間の角度が 120 電気度になり、モーターが回転し続けます。
これにより、正しいホール状態が 6 つあることが明確になります。特定のホール状態がコントローラに通知されると、コントローラは特定の位相状態を出力します。したがって、位相シーケンスを反転することは、ステータの電気角が 60 電気度だけ単一方向に進行することを保証するタスクです。
33. 60 度ブラシレス コントローラーを 120 度ブラシレス モーターに使用した場合、またその逆の場合はどうなりますか?
どちらの場合も位相が失われ、正常な回転が妨げられます。ただし、JieNeng が使用するコントローラーは、60 度モーターまたは 120 度モーターを自動的に識別できるインテリジェント ブラシレス コントローラーであるため、互換性があり、メンテナンスと交換が容易です。
34. DC ブラシレス コントローラと DC ブラシレス モーターの正しい位相シーケンスをどのように決定できますか?
まず、ホール ラインの電源線とアース線が、コントローラの対応するラインに正しく接続されていることを確認します。3 つのモーター ホール ラインをコントローラの 3 つのモーター ラインに接続するには、36 通りの組み合わせが可能です。最も単純ですが、注意と特定の順序が必要です。テスト中に大きな回転は避けてください。コントローラが損傷する可能性があります。モーターの回転が遅い場合は、その構成が正しくありません。モーターが逆回転する場合は、コントローラの位相シーケンスがわかっているので、ホール ライン a と c、モーター ライン A と B を入れ替えて、正回転を実現します。最後に、高電流で正常に動作することを確認して、正しい接続を確認します。
35. 120 度ブラシレス コントローラーで 60 度モーターを制御するにはどうすればよいですか?
ブラシレスモーターのホール信号線（b相）とコントローラーのサンプリング信号線の間に方向回路を追加します。
36. ブラシ付き高速モーターとブラシ付き低速モーターの外観の違いは何ですか?
A. 高速モーターにはオーバーランニングクラッチが付いており、一方向には簡単に回転しますが、反対方向には回転しにくくなります。低速モーターは両方向に簡単に回転します。
B. 高速モーターの車両は回転時に大きな音を発しますが、低速モーターの回転は比較的静かです。経験豊富な人であれば、音で簡単に識別できます。
37. モーターの定格動作条件は何ですか?
モーターの定格動作条件とは、すべての物理的パラメータが定格値にある状態を指します。この条件下で動作させることで、最適な全体性能を備えた信頼性の高いモーター性能が保証されます。
38. モーターの定格トルクはどのように計算されますか?
モーターのシャフトの定格トルク出力は T2n で表されます。定格機械出力 (Pn) を定格回転速度 (Nn) で割って計算されます。つまり、T2n = Pn/Nn です。ここで、Pn はワット (W)、Nn は毎分回転数 (r/min)、T2n はニュートンメートル (NM) です。Pn がキロワット (KW) で指定されている場合は、係数 9.55 を 9550 に変更する必要があります。
したがって、定格電力が同じ条件下では、回転速度が低いモーターの方がトルクが高くなります。
39. モーターの始動電流はどのように定義されますか?
モーターの始動電流は、通常、定格電流の 2 ～ 5 倍を超えないようにする必要があります。これが、コントローラーに電流制限保護を実装する重要な理由です。
40. 市販されているモーターの回転速度がますます高くなっているのはなぜですか。また、その意味は何ですか。
サプライヤーはコストを削減するために速度を上げます。低速モーターの場合、速度が上がるとコイルの巻き数、シリコン鋼板、磁性鋼片が少なくなります。消費者は速度が上がるほど良いと認識することがよくあります。
ただし、定格速度で運転すると一定の電力が維持されますが、低速域では効率が大幅に低下し、始動トルクが低下します。
効率が低いと、始動時と走行中に高い電流が必要になり、コントローラーの電流制限に対する要求が高まり、バッテリーのパフォーマンスに悪影響を及ぼします。
41. 異常に熱くなったモーターを修理するにはどうすればいいですか?
一般的な修理方法は、モーターを交換するか、メンテナンスと保護を行うことです。
42. モーターの無負荷電流が参照表の制限データを超える場合、考えられる原因と修復方法は何ですか?
考えられる原因としては、過度の内部機械摩擦、コイルの部分的な短絡、磁性鋼の減磁、DC モーターの整流子へのカーボン堆積などが挙げられます。修理方法としては、通常、モーターの交換、カーボン ブラシの交換、カーボン堆積物のクリーニングなどが挙げられます。
43. モーターの種類、定格電圧 24V、定格電圧 36V に応じて、故障のないさまざまなタイプのモーターの最大無負荷電流制限はどれくらいですか?
44. モーターの無負荷電流を測定するにはどうすればいいですか?
マルチメーターを 20A の範囲に設定し、赤と黒のプローブをコントローラーの電源入力端子に直列に接続します。電源を入れ、モーターが回転していない状態で、マルチメーターに表示される最大電流値 A1 を記録します。スロットルを回して、モーターを無負荷で 10 秒以上高速回転させます。モーターの速度が安定するまで待ってから、マルチメーターに表示される最大電流値 A2 を観察して記録します。モーターの無負荷電流は、A2 - A1 として計算されます。
45. モーターの品質を識別する方法と、重要なパラメータは何ですか?
考慮すべき重要なパラメータは、無負荷電流と走行電流であり、これらは通常値と比較する必要があります。さらに、モーターの効率、トルク、騒音、振動、発熱も重要な要素です。最良の方法は、動力計を使用して効率曲線をテストすることです。
46. 180W モーターと 250W モーターの違いは何ですか? また、コントローラーの要件は何ですか?
250W モーターの走行電流は大きいため、コントローラーにはより高い電力マージンと信頼性が求められます。
47. 標準条件下での電動自転車の走行電流がモーター定格によって異なるのはなぜですか?
標準条件下では、定格負荷が 160W の場合、250W DC モーターの走行電流は約 4 ～ 5A ですが、350W DC モーターの場合はわずかに高くなります。
例: バッテリー電圧が 48V で、250W と 350W の両方のモーターの定格効率ポイントが 80% の場合、250W モーターの定格動作電流は約 6.5A になり、350W モーターの定格動作電流は約 9A になります。
モーターは、一般的に動作電流が定格動作電流から大きく外れると効率が低下します。4～5A の負荷では、250W モーターの効率は 70% ですが、350W モーターの効率は 60% です。したがって、5A の負荷では次のようになります。
350W モーターで 168W (定格負荷にほぼ相当) の出力を実現するには、電源を増加させて効率ポイントを上げる必要があります。
48. 同じ条件下で、350W モーター搭載の電動自転車の走行距離が 250W モーター搭載の電動自転車よりも短いのはなぜですか?
同じ条件では、350Wモーターを搭載した電動自転車の走行電流は大きくなり、同じバッテリーを使用した場合の走行距離は短くなります。
モーターの定格電力の選択は、通常、次の 3 つの手順で行われます。まず、負荷電力 (P) を計算します。次に、負荷電力に基づいてモーターの定格電力とその他の仕様を事前に選択します。最後に、事前に選択したモーターを検証します。
検証は通常、温度上昇から始まり、次に過負荷容量、必要に応じて始動能力が続きます。すべての検証に合格すると、事前に選択されたモーターが確定します。合格しない場合は、成功するまで 2 番目の手順から繰り返します。負荷要件を満たす条件下では、定格出力が小さいモーターの方が経済的であることに注意することが重要です。
2 番目の手順を完了したら、変化する周囲温度に基づいて定格電力を調整します。定格電力は、標準周囲温度 40°C に基づいています。周囲温度が一貫して低いか高い場合は、モーターの定格電力を調整して、その容量を最大限に活用します。たとえば、一貫して温度が低い地域では、モーターの定格電力を標準 Pn を超えて増加し、逆に、より高温の環境では、定格電力を低下させます。
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