通過霍爾控制無刷驅(qū)動器方法及原理
來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發(fā)布時間：2019-09-05 19:49
無刷驅(qū)動器可由霍爾傳感器通過霍爾效應(yīng)（Hall effect），能檢測出磁場強度的變化。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，磁場使帶電粒子的運動發(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。這時就可以用電壓計接到霍爾傳感器的兩邊，檢測出這種電壓變化，從而檢測出磁場強度的變化。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個霍爾傳感器時，分辨率是60度的電氣角度。在本答案中舉例用電機中，電氣角度等于機械角度。根據(jù)永磁體轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)不同，電氣角度和機械角度的比例也會不同。
無刷直流電機的工作原理本質(zhì)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(zhuǎn)矩是通過永磁體磁場和繞組中的電流相互作用產(chǎn)生的，在有刷電機中，換向器通過切換電樞繞組實現(xiàn)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(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的位置，通過邏輯與驅(qū)動電路，給相應(yīng)的繞組激勵。
旋轉(zhuǎn)的永磁體轉(zhuǎn)過雙極型數(shù)字霍爾傳感器時，會使雙極型數(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(shù)字霍爾傳感器轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，當?shù)谝粋€數(shù)字霍爾傳感器在0度電角度轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)時，第二個數(shù)字霍爾傳感器在30度電角度時工作，第三個數(shù)字霍爾傳感器在60度電解時工作。
當北極經(jīng)過雙極數(shù)字型霍爾傳感器時，數(shù)字霍爾傳感器會轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)的8極磁體的每個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)。
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