电动自行车电机技术的现状及发展
涂翘甲(天津市数控及传动技术应用研究所300110)
摘 要 论述了国内及国外电动自行车电机技术的现状，并说明电动自行车电机的功率、效率、转速间的某些内在联系。
叙 词 电动自行车电机效率
我国电动自行车的研究与开发已进入一个新的高潮，不久前，在北京举办的第八届中国国际自行车展览会上展出的电动自行车及驱动电机琳琅满目，仅1年多的时间里电动自行车的研究及生产单位增加了几倍。据不完全统计，具备一定规模的已有50家以上，其中投资较大的商企近30家[1]。
1 驱动方式及特点
电动自行车的驱动方式见表1。
目前国内电动自行车的驱动方式仍以轮轴式为主导，主要原因是早期的配套厂商可以不对车型作大的改动即可装车，比较容易在试制阶段接受，且最初多为全电动型。近年，中轴式驱动发展迅速，但设计及制造水平还有待进一步提高。
日本的电动自行车以中轴式驱动较为普遍，典型设计体现在yamaha公司的pas系列[2]，设计十分精巧，制造精度高。利用行星轮旋转架位移来检测力矩，传感器运行稳定，可靠。三洋电机及自行车系统公司所采用的大轮毂结构，三级同步齿形带减速，内装位移式力矩传感器，该公司称此驱动装置有高的效率和大的续程。
欧美的电动自行车制造商设计并制造了旁挂式及磨轮式电动自行车，以全电动型为主体，不带力矩传感器，控制系统制造精良，smd(表面安装器件)被广泛采用。
2电机的型式
目前电动自行车驱动电机主要型式，按电气原理分有以下几种：
·永磁直流（有刷）电动机
·无刷直流电动机
·交流电动机（矢量控制）
永磁直流（有刷）电动机被广泛应用于电动自行车驱动，无论国内国外均是如此，其主要原因为：直流（有刷）电动机是发展历吏最悠久的电机，它的制造水平早已达到了成熟阶段。工业应用表明，它具有高的运行可靠性，极好的调速性能，极大的过载能力，******的控制方法，它完全能胜任电动自行车的运行条件。应该指出，笔者看到一些国内设计、制造不够精良的电动自行车电机，它将不属于此列。
无刷直流电动机是近20年发展起来的一类电机，具有直流电机的调速性能，交流电机的可靠性，长寿命，免维护。国内已经有几家制造商在轮毂式外转子低速电机中采用无刷直流驱动。优秀的电机设计只有与优秀的电路设计结合才可能产生综合性能优良的电机。在低速运行条件下，无刷直流电机与有刷直流电动机相比，没有明显的优势。因为此时电刷的磨损极小（5 000h免维护）。笔者曾经对无刷直流电机与有刷直流电机在电气性能上作过多方案对比，认为无刷直流电机的功率密度可以比有刷直流电动机略高，主要原因是无刷直流电机没有“无火花换向区”的限制，极弧系数可以取得较高。国外电动自行车电机应用无刷直流电机较少，只见日本三菱重工及美国的一家公司采用，且均为高速电机。
交流电动机（矢量控制），国内外多见用于电动汽车，主要因为控制系统要用16位以上微处理机，电路复杂，在小功率电机中极少采用，日本的atorax公司称，他们在roadracs ex电动自行车电机中采用了该系统，但没有更详细的报道。
3电机的转速和功率
国内电动自行车（电机）的制造商，所选用的电机可以归为三类：
低速电机，174r／min（轮经61cm），轮毂式（直接驱动）采用。
中速电机，800～1 800rlmin，轮毂式（齿轮减速）、旁褂式（1级减速）采用。
高速电机，2 400---4 500r／min，轮毂式（同步带减速或齿轮减速）、中轴驱动、旁褂式（2级减速）、磨轮式采用。
国外电动自行车（电机）制造商生产的几乎全部为高速电机，体积小、重量轻，多为铁氧体永磁，制造成本较低。
关于电动自行车电机的功率的讨论，可以说是见仁见智。事实上，成品电动自行车电机的标称值功率 |
