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剖析无刷直流电机霍尔传感器

时间:12-26 19:55 点击:121

无刷直流电机控制系统中,电机的换相是由转子的位置决定的,因此必须有转子位置传感器(霍尔传感器)对转子位置进行实时检测。

 

要让无刷直流电机转起来,必须要按照一定的顺序给定子通电,那么我们就需要知道转子的位置以便按照通电次序给相应的定子线圈通电。定子的位置是由嵌入到定子的霍尔传感器感知的。通常会安排3个霍尔传感器在转子的旋转路径周围。无论何时,只要转子的磁极掠过霍尔元件时,根据转子当前磁极的极性霍尔元件会输出对应的高或低电平,这样只要根据3个霍尔元件产生的电平的时序就可以判断当前转子的位置,并相应的对定子绕组进行通电。

 

霍尔效应:当通电导体处于磁场中,由于磁场的作用力使得导体内的电荷会向导体的一侧聚集,当薄平板通电导体处于磁场中时这种效应更为明显,这样一侧聚集了电荷的导体会抵消磁场的这种影响,由于电荷在导体一侧的聚集,从而使得导体两侧产生电压,这种现象就称为霍尔效应。

 霍尔传感器检测原理

霍尔传感器检测原理


霍尔元件被放置在电机的固定位置,并且将霍尔元件放置到电机的定子相对复杂,因为当霍尔元件被放置时,如果该位置不与转子的磁场相切,霍尔元件的测量值不能准确地反应转子的当前位置,鉴于上述原因,为了简化霍尔元件的安装,通常在电机的转子上安装冗余磁体。这种磁铁专门用于感应霍尔元件,从而达到与转子磁钢感应相同的效果。霍尔元件通常根据周长安装在印刷电路板上,并且配备有调节盖,这样,用户可以根据磁场的方向非常方便地调整霍尔元件的位置,从而使其在最佳状态下工作。


 无刷电机霍尔传感器位置


霍尔元件位置有两种排列方式:60°夹角和120°夹角。基于这种安排形式,无刷直流电机的电流换向顺序由厂家决定,这是我们控制电机时所需要的换相顺序。

 

注:霍尔元件的电压范围为4V~24V,电流范围为5mA~15mA。因此,在考虑控制器时,应考虑霍尔元件的电流和电压要求。此外,霍尔元件输出集电极开路,使用时需要连接一个拉电阻。行业使用最多的霍尔元件电压为5V,电流为10mA。


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