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霍爾傳感器在無刷直流電機中的應用

人氣: | 時間:2014/4/2 8:19:17 | 關閉
       無刷直流電機的工作原理本質上與有刷電機類似,有刷直流電機采用機械的電刷和換向器對繞組中的電流進行換向。而無刷電機采用電子方式對繞組電流換向。
       直流電機中轉矩是通過永磁體磁場和繞組中的電流相互作用產生的,在有刷電機中,換向器通過切換電樞繞組實現電樞電流的換向與合適的磁場。而無刷直流電機中,霍爾位置傳感器探測轉子旋轉磁場的位置,通過邏輯與驅動電路,給相應的繞組激勵。總的說來,繞組根據電機永磁體的磁場作出反應,從而產生需要的轉矩。如圖1是一種三相8極(四對磁極)無刷直流電機基本組成:
無刷直流電機主要組成
                                     無刷直流電機主要組成
       旋轉的永磁體轉過雙極型數字霍爾傳感器時,會使雙極型數字霍爾傳感器狀態發生改變。如上圖中8極磁體無刷直流電機中,每兩個南極之間相隔90度,霍爾傳感器相隔120度放置,此時霍爾傳感器之間電角度相隔30度。南極靠近時,雙極型數字霍爾傳感器轉換工作狀態,當第一個數字霍爾傳感器在0度電角度轉為工作狀態時,第二個數字霍爾傳感器在30度電角度時工作,第三個數字霍爾傳感器在60度電解時工作。
 
      當北極經過雙極數字型霍爾傳感器時,數字霍爾傳感器會轉為釋放狀態,旋轉的8極磁體的每個北極與相鄰的南極之間為45度,因此,數字霍爾傳感器在磁體轉過45度後,會由工作狀態轉為釋放狀態。如圖2為數字霍爾傳感器控製的輸出電平狀態。
霍爾傳感器輸出電平狀態
                                                 數字霍爾傳感器控製的輸出電平狀態
      上述三個雙極型數字霍爾傳感器的輸出作為轉子位置的編碼器使用,將磁體的位置和極性信息作為信號發送給邏輯電路,用於開斷H形橋式功率管,如圖3,三相無刷直流電機典型驅動電路。
三機無刷直流電機典型驅動電路
                                            三相無刷直流電機典型驅動電路
       圖中R1,S1,T1可以由上述信號驅動,而R2,S2,T2由上述信號反相後驅動。這樣,根據旋轉磁體的位置,每對功率管會相應地開通或判斷,從而以正確的順序、在正確的時間為電機繞組提供電流。
數字霍爾元件的選型,需根據安裝要求(即轉子磁場方向)與霍爾元件的感應方向,進行合理選擇。
 
文章來源:傳感器專家網

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