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電動車電機能改成發電機嗎,要注意什么?

發布時間:2019-07-19

 

電動機改發電機,做起來并不難,難的是高效率,我測試過普通有刷直流電機,用來直接做發電機使用,200W的,最多輸出60多瓦,有朋友說他用了10KW無刷電機改發電機,只能輸出1個多KW大小的發電功率教科書上說直流電機和發電機狀態是可逆的


以往讀到的電機拖動教科書,里邊介紹到有刷直流電機的時候,說到直流電動機和直流發電機,本質是一樣的東西,當電機工作在轉速和扭矩組合的象限空間里邊。如果轉速和轉矩的方向相同,電機工作的電動狀態,也就是可以把電能轉換成機械能;如果轉速的方向和轉矩的方向相反,電動機會工作在發電狀態,也就是可以實現機械能轉換成電能輸出。但是教科書上,并沒有說到它們的轉換效率問題。實際工作中,電機工作狀態在電動和發電之間轉換是非常容易見到的,比如吊車提升物體時候是電動狀態,而放下物體的時候是發電狀態;又比如電動車在前進時候是電動狀態,在制動時候會處于發電狀態。提到電機的效率的書很多,但是說到電機用來發電機的效率幾乎沒有了。實際上電動機工作時候,這種發電狀態的效率是非常低的,所以一般兩輪電動車不會整一個回饋制動單元來給電池反向充電,往往是直接消耗掉了。對于電動汽車而言,因為整體的功率比較大,所以有必要加了一套回饋發電裝置來利用一點能量。而工業上使用的變頻器場合,也很少會利用這些發電狀態的能量的,往往都是通過制動電阻來消耗了。


電動機工作,實際是利用了電流的磁效應,電流可以產生磁場,而磁場的南極和北極會互相排斥產生推力,經過適當的換向磁極(有機械方式,也有電子方式)可以就可以形成源源不斷的旋轉狀態了。


發電機工作,是利用了電磁感應效應,也就是變化磁?。ù磐ū浠┲腥綣械繼?,會在導體兩端產生電動勢,而有電動勢的兩端一旦形成了閉合回路,就會產生電流,這個過程就是發電了。


可以看出,一個是電生磁,而另外一個是磁生電,電流的磁效應和電磁感應效應,完全是兩種不一樣的效應,在能量轉換過程中,并不一定有對等的效率。而電動機本身設計時候,完全是為了考慮到電流磁效應的******效率而設計,并不會考慮了電磁感應的效率,因此使用電動機來做發電機使用,效率一定不會太高的。




電動車電機往往是直流電機


電動車電機,大多數是直流電機,而早期普遍使用了有刷直流電機,現在基本上是無刷永磁直流電機。不管是哪種形式的電機,它們一樣都是利用了電流磁效應來工作的,要工作在發電狀態,一個需要磁場,另外一個需要線圈,線圈切割了磁力線,就可以產生變化的磁通量,從而會有電動勢。


無刷直流電機,它有內轉子和外轉子之分,像電動車那種輪轂電機,往往都是外轉子的,也就是在外環貼上了不同的磁鐵對極,磁鐵之間有會產生磁力線,這樣在環內會形成了一定規律的磁場分布。線圈放到了磁極環內,然后固定好,就是所謂定子,不會動的。


當外環的磁鐵旋轉時候,會讓環內通過線圈的磁通大小發生變化,這樣線圈兩端會有電動勢輸出,根據科學家門總結出來的公式:電動勢E=n*BLV,其中B是磁感應強度,L是有效邊長,V是速度,n是線圈匝數,也就是線圈越多,磁感應響度越高,有效邊越長,發電機旋轉速度越快,發電輸出的感生電動勢會越高。


線圈匝數可以根據需要來并聯或者串聯,這樣可以輸出不同的電壓,當然還要考慮到電流和內阻大小問題,線圈的線徑越粗,內阻越小,通過的電流會越高。


直接利用了電動車電機,比如輪轂電機來發電,只要直接把UVW三條線(一般是藍黃綠三條粗線),接出來,就可以得到了三相電了,方波電機可能輸出是方波的,正弦波電機輸出是正弦波,本質是一回事,相位相差120°,但是頻率和電壓是隨著發電機旋轉速度的變化而變化的,至于電動機工作時候的那幾套霍爾信號線,是可以不用理會的。


因為電壓和頻率受到轉速波動而影響,所以想直接利用電動車電機輸出的電是不太現實的,一般需要通過整流和調壓裝置把它穩壓下來,變成直流電再使用。因為它的磁場無法調整,所以不能像普通發電機那樣調壓和控制功率,只能使用電子類的裝置來變電,這樣也存在一個效率轉換問題。細想一下,實際上這種發電,你在普通摩托車上經常都見到的,就是摩托車的磁電機發電,一般8極的大概是80瓦左右******功率,有些22極的,可能可以取到250瓦,再大就很少見到了。




這種發電機輸出的電壓,因為不太好穩壓和限流,所以往往都給電瓶或者電容等負載充電使用,如果需要給家里那種標準的50HZ,220伏負載使用,可以利用逆變器來實現了,當然這個過程又有一個效率問題了。




還有一個情況,就是車類電動機工作時候,都是跑動的,如果用來發電,是靜止狀態的,需要考慮散熱問題,往往需要外加了風冷或者水冷裝置才可以長期工作,否則會發熱燒毀的。

 
 
 

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