一、霍爾電機(jī)原理說(shuō)明

霍爾電機(jī)就是帶霍爾傳感器的直流無(wú)刷電機(jī)。霍爾傳感器位于霍爾板上。 通過(guò)霍爾傳感器判斷電機(jī)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，控制器根據(jù)霍爾采集的信號(hào)控制三相輸出，讓電機(jī)持續(xù)正常的工作，霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)是便宜，而且?guī)缀蹩梢园惭b在任何無(wú)刷直流電機(jī)上，其中升降桌應(yīng)用最為常見。

使用霍爾傳感器的另一個(gè)原因是，在無(wú)法接近電機(jī)軸，或者無(wú)法將傳感器安裝到電機(jī)軸上的情況下，霍爾傳感器安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子周圍，這使得它們非常非侵入性且易于集成。

二、霍爾傳感器板

該霍爾板中霍爾是采用FS41霍爾，該霍爾是雙極鎖存霍爾開關(guān)，3.0-28V的電壓供電，50MA的輸出電流。

三、基于霍爾傳感器的位置檢測(cè)方法

為了掌握好恰當(dāng)?shù)膿Q相時(shí)刻，減少電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，得到最大的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)非常重要。

位置傳感器在無(wú)刷直流電機(jī)中起著檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置、為BLDC控制提供正確換相信息的作用。位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后送入控制器中，控制器控制定子繞組換相，使電樞繞組中的電流隨著轉(zhuǎn)子位置的變化按一定次序變化，通過(guò)氣隙形成步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。

霍爾傳感器具有體積小，成本較低的特點(diǎn)，通常直接在BLDC電機(jī)的定子上安裝三個(gè)開關(guān)型HALL傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，間隔60°或者120°安裝方式。

霍爾效應(yīng)原理：磁場(chǎng)會(huì)對(duì)位于其中的帶電導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電荷載流子施加一個(gè)垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的力，該力會(huì)使得正負(fù)電荷分別積聚到導(dǎo)體的兩側(cè)。電荷在導(dǎo)體兩側(cè)的積累會(huì)平衡磁場(chǎng)的影響，在導(dǎo)體兩側(cè)建立穩(wěn)定的電勢(shì)差。產(chǎn)生這一電勢(shì)差的過(guò)程就叫做霍爾效應(yīng)。霍爾傳感器使根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，它可以有效的反映通過(guò)霍爾元件的此密度。

無(wú)論何時(shí)，只要轉(zhuǎn)子的磁極掠過(guò)霍爾元件，根據(jù)轉(zhuǎn)子當(dāng)前的極性，霍爾元件會(huì)輸出對(duì)應(yīng)邏輯電平0或1，這樣只要根據(jù)三個(gè)霍爾元件產(chǎn)生的電平，就可以判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)子的位置，決定電機(jī)換相的順序。

在一個(gè)電周期內(nèi)，三相HALL傳感器所產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)是不重復(fù)的，每一個(gè)開關(guān)狀態(tài)所占的電角度相等。以120°安裝的HALL傳感器為例，3個(gè)HALL傳感器的輸出信號(hào)相位互差120°，每轉(zhuǎn)過(guò)60°電角度，其中一個(gè)HALL傳感器狀態(tài)就會(huì)改變。在一個(gè)電周期內(nèi)，3個(gè)HALL信號(hào)的組合有6種狀態(tài)，正好對(duì)應(yīng)于“六步換相”過(guò)程。

確定好轉(zhuǎn)子位置后，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行換相控制，如下圖所示，注意與上圖位置稍作了變化。

四、成品電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖

審核編輯 黃宇