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霍尔传感器在无刷直流电机中的应用

发布日期: 2019-8-23 15:39:17 浏览次数:28

无刷直流电机的工作原理本质上与有刷电机类似,有刷直流电机采用机械的电刷和换向器对绕组中的电流进行换向。而无刷电机采用电子方式对绕组电流换向。


 

直流电机中转矩是通过永磁体磁场和绕组中的电流相互作用产生的,在有刷电机中,换向器通过切换电枢绕组实现电枢电流的换向与合适的磁场。而无刷直流电机中,霍尔位置传感器探测转子旋转磁场的位置,通过逻辑与驱动电路,给相应的绕组激励。总的说来,绕组根据电机永磁体的磁场作出反应,从而产生需要的转矩。如图1是一种三相8极(四对磁极)无刷直流电机基本组成:                                                                                                          

 霍尔传感器在无刷直流电机

                                                                                 1,无刷直流电机主要组成

 

 

旋转的永磁体转过双极型数字霍尔传感器时,会使双极型数字霍尔传感器状态发生改变。如上图中8极磁体无刷直流电机中,每两个南极之间相隔90度,霍尔传感器相隔120度放置,此时霍尔传感器之间电角度相隔30度。南极靠近时,双极型数字霍尔传感器转换工作状态,当第一个数字霍尔传感器在0度电角度转为工作状态时,第二个数字霍尔传感器在30度电角度时工作,第三个数字霍尔传感器在60度电解时工作。

 

 

当北极经过双极数字型霍尔传感器时,数字霍尔传感器会转为释放状态,旋转的8极磁体的每个北极与相邻的南极之间为45度,因此,数字霍尔传感器在磁体转过45度后,会由工作状态转为释放状态。如图2为数字霍尔传感器控制的输出电平状态。

                               

                                                                         2,数字霍尔传感器控制的输出电平状态

上述三个双极型数字霍尔传感器的输出作为转子位置的编码器使用,将磁体的位置和极性信息作为信号发送给逻辑电路,用于开断H形桥式功率管,如图3,三相无刷直流电机典型驱动电路。

                  无刷直流电机霍尔传感器    

数字霍尔元件的选型,需根据安装要求(即转子磁场方向)与霍尔元件的感应方向,进行合理选择。

             

                                                                         

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