解答電動車電機能改成發(fā)電機嗎,要注意什么?
發(fā)電機的電動機改發(fā)電機,做起來并不難,難的是 效率,我測試過普通有刷直流電機,用來直接做發(fā)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(fā)電機,只能輸出1個多KW大小的發(fā)電功率。
教科書上說直流電機和發(fā)電機狀態(tài)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(fā)電機,本質(zhì)是一樣的東西,當電機工作在轉(zhuǎn)速和扭矩組合的象限空間里邊。如果轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向相同,電機工作的電動狀態(tài),也就是可以把電能轉(zhuǎn)換成機械能;如果轉(zhuǎn)速的方向和轉(zhuǎn)矩的方向相反,電動機會工作在發(fā)電狀態(tài),也就是可以實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換成電能輸出。但是教科書上,并沒有說到它們的轉(zhuǎn)換效率問題。
發(fā)電機實際工作中,電機工作狀態(tài)在電動和發(fā)電之間轉(zhuǎn)換是非常容易見到的,比如吊車提升物體時候是電動狀態(tài),而放下物體的時候是發(fā)電狀態(tài);又比如電動車在前進時候是電動狀態(tài),在制動時候會處于發(fā)電狀態(tài)。提到電機的效率的書很多,但是說到電機用來發(fā)電機的效率幾乎沒有了。實際上電動機工作時候,這種發(fā)電狀態(tài)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(fā)電裝置來利用一點能量。而工業(yè)上使用的變頻器場合,也很少會利用這些發(fā)電狀態(tài)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(chǎn)生磁場,而磁場的南極和北極會互相排斥產(chǎn)生推力,經(jīng)過適當?shù)膿Q向磁極(有機械方式,也有電子方式)可以就可以形成 不斷的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)了。
發(fā)電機工作,是利用了電磁感應效應,也就是變化磁場(磁通變化)中如果有導體,會在導體兩端產(chǎn)生電動勢,而有電動勢的兩端一旦形成了閉合回路,就會產(chǎn)生電流,這個過程就是發(fā)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(zhuǎn)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 高 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(fā)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(shù)是直流電機,而早期普遍使用了有刷直流電機,現(xiàn)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(fā)電狀態(tài),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(chǎn)生變化的磁通量,從而會有電動勢。
無刷直流電機,它有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之分,像電動車那種輪轂電機,往往都是外轉(zhuǎn)子的,也就是在外環(huán)貼上了不同的磁鐵對極,磁鐵之間有會產(chǎn)生磁力線,這樣在環(huán)內(nèi)會形成了一定規(guī)律的磁場分布。線圈放到了磁極環(huán)內(nèi),然后固定好,就是所謂定子,不會動的。
當外環(huán)的磁鐵旋轉(zhuǎn)時候,會讓環(huán)內(nèi)通過線圈的磁通大小發(fā)生變化,這樣線圈兩端會有電動勢輸出,根據(jù)科學家門總結(jié)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(shù),也就是線圈越多,磁感應響度越高,有效邊越長,發(fā)電機旋轉(zhuǎn)速度越快,發(fā)電輸出的感生電動勢會越高。
線圈匝數(shù)可以根據(jù)需要來并聯(lián)或者串聯(lián),這樣可以輸出不同的電壓,當然還要考慮到電流和內(nèi)阻大小問題,線圈的線徑越粗,內(nèi)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(fā)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(zhì)是一回事,相位相差120°,但是頻率和電壓是隨著發(fā)電機旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)實的,一般需要通過整流和調(diào)壓裝置把它穩(wěn)壓下來,變成直流電再使用。因為它的磁場無法調(diào)整,所以不能像普通發(fā)電機那樣調(diào)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(zhuǎn)換問題。
細想一下,實際上這種發(fā)電,你在普通摩托車上經(jīng)常都見到的,就是摩托車的磁電機發(fā)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(fā)電機輸出的電壓,因為不太 好穩(wěn)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(xiàn)了,當然這個過程又有一個效率問題了。
發(fā)電機還有一個情況,就是車類電動機工作時候,都是跑動的,如果用來發(fā)電,是靜止狀態(tài)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(fā)熱燒毀的。