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通过霍尔控制无刷驱动器方法及原理

来源:深圳市鑫海文科技有限公司|发布时间:2019-09-05 19:49


无刷驱动器可由霍尔传感器通过霍尔效应(Hall effect),能检测出磁场强度的变化。根据高中物理所学的左手定则,在霍尔传感器所在的回路中,磁场使带电粒子的运动发生偏转,带电粒子“撞到”霍尔传感器的两边,产生电位差。这时就可以用电压计接到霍尔传感器的两边,检测出这种电压变化,从而检测出磁场强度的变化。原理如下图所示。
霍尔传感器
霍尔传感器怎样得到转子的位置?有了霍尔传感器,就能知道知道转子的位置了。根据HA,HB,HC是的上升沿,下降沿,可以知道转子所处位置的角度。比如,若HA是下降沿,我们能够知道转子处于180度~240度(电气角度)之间。使用3个霍尔传感器时,分辨率是60度的电气角度。在本答案中举例用电机中,电气角度等于机械角度。根据永磁体转子的磁极对数不同,电气角度和机械角度的比例也会不同。
霍尔控制无刷驱动器
 
无刷驱动器
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。
 
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。

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