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通過霍爾控制無刷驅(qū)動(dòng)器方法及原理
來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發(fā)布時(shí)間：2019-09-05 19:49
無刷驅(qū)動(dòng)器可由霍爾傳感器通過霍爾效應(yīng)（Hall effect），能檢測(cè)出磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。根據(jù)高中物理所學(xué)的左手定則，在霍爾傳感器所在的回路中，磁場(chǎng)使帶電粒子的運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶電粒子“撞到”霍爾傳感器的兩邊，產(chǎn)生電位差。這時(shí)就可以用電壓計(jì)接到霍爾傳感器的兩邊，檢測(cè)出這種電壓變化，從而檢測(cè)出磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。原理如下圖所示。
霍爾傳感器怎樣得到轉(zhuǎn)子的位置？有了霍爾傳感器，就能知道知道轉(zhuǎn)子的位置了。根據(jù)HA，HB，HC是的上升沿，下降沿，可以知道轉(zhuǎn)子所處位置的角度。比如，若HA是下降沿，我們能夠知道轉(zhuǎn)子處于180度～240度（電氣角度）之間。使用3個(gè)霍爾傳感器時(shí)，分辨率是60度的電氣角度。在本答案中舉例用電機(jī)中，電氣角度等于機(jī)械角度。根據(jù)永磁體轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)不同，電氣角度和機(jī)械角度的比例也會(huì)不同。
無刷直流電機(jī)的工作原理本質(zhì)上與有刷電機(jī)類似，有刷直流電機(jī)采用機(jī)械的電刷和換向器對(duì)繞組中的電流進(jìn)行換向。而無刷電機(jī)采用電子方式對(duì)繞組電流換向。
直流電機(jī)中轉(zhuǎn)矩是通過永磁體磁場(chǎng)和繞組中的電流相互作用產(chǎn)生的，在有刷電機(jī)中，換向器通過切換電樞繞組實(shí)現(xiàn)電樞電流的換向與合適的磁場(chǎng)。而無刷直流電機(jī)中，霍爾位置傳感器探測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的位置，通過邏輯與驅(qū)動(dòng)電路，給相應(yīng)的繞組激勵(lì)。
旋轉(zhuǎn)的永磁體轉(zhuǎn)過雙極型數(shù)字霍爾傳感器時(shí)，會(huì)使雙極型數(shù)字霍爾傳感器狀態(tài)發(fā)生改變。如上圖中8極磁體無刷直流電機(jī)中，每?jī)蓚€(gè)南極之間相隔90度，霍爾傳感器相隔120度放置，此時(shí)霍爾傳感器之間電角度相隔30度。南極靠近時(shí)，雙極型數(shù)字霍爾傳感器轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)字霍爾傳感器在0度電角度轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)時(shí)，第二個(gè)數(shù)字霍爾傳感器在30度電角度時(shí)工作，第三個(gè)數(shù)字霍爾傳感器在60度電解時(shí)工作。
當(dāng)北極經(jīng)過雙極數(shù)字型霍爾傳感器時(shí)，數(shù)字霍爾傳感器會(huì)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)的8極磁體的每個(gè)北極與相鄰的南極之間為45度，因此，數(shù)字霍爾傳感器在磁體轉(zhuǎn)過45度后，會(huì)由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)。如圖2為數(shù)字霍爾傳感器控制的輸出電平狀態(tài)。
鑫海文長(zhǎng)期致力于無刷驅(qū)動(dòng)器的研發(fā)，無刷控制器方案的研發(fā)生產(chǎn)。鑫海文擁有豐富開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)研發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。選擇鑫海文，個(gè)性化定制專業(yè)解決方案。
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