二、电动机的组成与工作原理
    1．有刷电动机的组成与工作原理
    有刷电动机主要由定子、转子、炭刷、磁钢和换向器等组成，如图2所示。

   1.有刷（或无刷）电动机工作时不转动的部分叫做定子，轮毂式有刷（或无刷）无齿电动机的电动机轴也叫定子，这种电动机又称为定子电动机。有刷或无刷直流电动机的转动部分称为转子，又称为电枢，轮毂式有刷或无刷无齿电动机的外壳也叫转子，此种电动机又称为外转子电动机。定子和转子只是相对而言的。转子一般采用钢件车制，其内壁贴有永磁材料，电动自行车用的直流无刷电动机的转子，通常贴有16块高效稀土磁铁。转子部分主要由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴、轴承和风扇等组成。
    2.电枢绕组用以通过电流并产生感应电动势以实现机电能量转换。它主要由一定数目的电枢绕组按一定的规律连接而成，绕组用绝缘的圆形或矩形截面的导线炭刷分上下两层嵌放在电枢铁芯槽并用槽楔压紧无刷电动机内绕组的排列顺序叫作相序。
    3.电刷装置的作用是把直流电压直流电流引人或引出它主要由电刷、刷握和导电铜丝辨等组成电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷把内用压紧弹簧以一定的压力安放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接触刷握用螺钉夹紧在刷杆上。
    在有刷电动机转动时，通过换向器把电能传送给绕组。其主要成分是炭：刷握就是有刷电动机内盛装并固定电刷的槽，电刷易磨损，应定期维护更换，并清理积炭。
    换向器是在有刷电动机转子转动时，相互绝缘的条状金属交替接触电刷正负极，使电流方向交替转换，从而使有刷电动机绕组换向。
    无刷电动机的换向是靠控制器来完成的，而有刷电动机的换向则由换向器和电刷共同完成。其作用是将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，或将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势。

    2．直流电动机的工作原理
    当电动机接通电源，直流电通过换向器输入绕组（在转子上）时，绕组两端分别与两个换向器相连，电刷不断地接触和断开换向片。随着电枢的转动，换向片将外界的直流电不断地中断和连接，并送人不同的绕组，使电动机绕组得到的不是方向不变的直流电，而是不断改变方向的类似交流电。
    绕组电流的大小和方向不断地变化，于是在转子绕组中产生交变磁杨，转子在交变磁场的作用下旋转。
    转矩的大小与磁场的磁通及通过电枢电流的大小成正比。如果要改变电动机的旋转方向，可将磁场（或电枢）正、负接头反接，使磁场正、负极相反（或电枢电流方向相反），即可改变电动机的旋转方向。

    3．无刷直流电动机的组成与工作原理
    （1）无刷电动机的组成  无刷直流电动机由转子和定子两大部分组成，如图3所示。

    （2）无刷直流电动机的工作原理  无刷直流电动机采用方波自控式永磁同步电动机，以霍尔传感器取代电刷换向器，霍尔传感器的信号线传递电动机里面磁钢相对于绕组线圈的位根据3个霍尔传感器的信号能知道此时应该怎样给电动机的线圈供电（不同的霍尔信应该给电动机绕组提供相对应方向的电流），也就是说霍尔传感器状态不一样，线圈的置号电流方向不一样。
    霍尔信号传递给控制器，控制器通过粗线（不是霍尔线）给电动机绕组供电，电动机旋转，磁钢与绕组（准确地说是缠在定子上的线圈，其实霍尔一般安装在定子上）发生转动，霍尔传感器感应出新的位置信号，控制器粗线又给重新改变电流方向的电动机绕组供电，电动机继续旋转（当绕组和磁钢的位置发生变化时，绕组必须对应地改变电流方向，这样电动机才能继续向一个方向运动，否则电动机就会在某一个位置左右摆动，而不是连续旋转），这个过程就是电子换向。
    无刷直流电动机由直流电源供电，借助位置传感器来检测转子的位置，所检测出的信号触发相应的电子换相线路，以实现无接触式换相。
    无刷直流电动机用电子开关和位置传感器代替电刷及换向器，将直流电转换成模拟三相交流电，通过调制脉宽，改变其电流大小来改变转速。
    小提示
    有刷电动机和无刷电动机的区别
    由于有刷电动机和无刷电动机的通电原理不一样，所以其内部结构也不一样。
    有刷电动机一般只有两根引线，通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向，使磁场方向始终保持互相垂直而产生恒定的转矩来驱动电动机旋转。而无刷电动机有8根引线，全部接通后方可运转。其电枢位于定子上，而转子作为永磁体，其结构与普通电动机相反，需要通过换向通电使定子磁场随转子的位置不断改变，且与转子永磁场始终保持90°的相位角，从而产生转矩，推动转子旋转。按霍尔组件可分为60°和120°两种相位电动机。
    4．电动三轮车的电动机
    电动三轮车常用电动机是直流电动机，有永磁电动机和串励电动机两类。电动机旋转的部分叫作转子，不运转动的部分叫作定子。永磁电动机的转子或者定子有一个是永久磁铁，另一个则是漆包线绕制的线包
    （1）差速电动机的结构  差速电动机由原动力电动机、传动齿轮副、齿轮箱体及差速器所构成。其中原动力电动机由定转子、磁钢、线束、霍尔电动机、电动机盖、高温导线组成。差速器由两个行星锥齿轮、行星锥齿轮轴、两个半轴锥齿轮、差速器壳、行星齿轮球面减摩垫片、半轴锥齿轮、减摩垫片等组成。
    （2）差速电动机的特点  差速电动机的外形如图4所示，其特点如下。

    1.采用汽车技术，全齿轮传动，结构紧凑、轻巧，安装拆卸简单方便。
    2.双轮驱动，整机输出扭矩大，负载能力强，爬坡性能好。
    3.双刹车性能，刹车稳定，电动机具有双向滑行功能，可脚踏骑行，大大增加续行里程。
    4.差速电动机内部采用全机油润滑及冷却，工作温度在50～60℃，确保磁钢永不退磁。
    5.差速电动机根据汽车转向原理设计，使电动三轮车转向轻巧、灵活，抗侧倾能力强。
    6.与同类电动机相比，节电30%，超低噪声。

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