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霍尔传感器在无刷直流电机中的应用

   无刷直流电机的工作原理本质上与有刷电机类似,都是通过电机中的永磁体磁场和绕组中的电流产生驱动力而发生转动。不同的是无刷直流电机采用了位置集成电路和电子开关替代传统的直流电机中的电刷和换向器。由于不存在集电环或者碳刷用于换向和摩擦,因此就不存在通过碳堆积产生的功率损耗或者电气噪声。同时,电子换向在数字指令的交互过程中也更具有灵活性。
    在无刷直流电机中是用霍尔传感器对转子的位置进行检测,并将位置信息发送到电机的逻辑电路中已完成绕组换向功能,使转子持续获得恒定动力矩。下面以三相8极(4个极对)电机为例说明。
    转子上的相邻磁体极性各不相同,所以相同极性间的角度为90°。 旋转的永磁体转过霍尔传感器时会使集成电路的状态发生改变,每当南极靠近时,电路就会转为工作状态。下图为无刷直流电机中隔30°(逻辑上的角度,并非实际角度。实际角度为120°由于磁铁极性变化周期为90°,所以真正间隔角度为30°)放置的三个集成电路输出波形。从图形中可以看出第一个集成电路会在30°时转为工作状态,第二个和第三个分别在60°与90°时转为工作状态。由于北极磁铁会通过霍尔传感器使电路转为释放状态,而相邻南北极相隔45°,因此,集成电路在磁铁转过45°后就转为释放状态。
     以上便是通过霍尔传感器得到集成电路输出与转子位置信息关系,将三个电路输出作为转子位置的编码器使用,将磁体位置和极性信息发送给逻辑电路控制驱动电路相应开关状态,从而使得电流以正确的顺序、在正确的时间为电枢绕组提供电流。
    霍尼韦尔双极性或者双极锁存型霍尔传感器SS311PT/SS411P、SS30AT、SS361RT/SS461R、SS361CT/SS461C及SS361NT/SS361ST/具有低电压、内置上拉电阻以及反向电压保护等功能特点,同时灵敏度高、高耐抗性、成本低,对于要求可靠、精确、经济的无刷直流电机换向应用来说是极佳的选择。
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