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BLDC霍尔安装角度你知道多少?

2025-4-17 09:21| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 一、前言对于BLDC的两相导通三相星型连接六状态控制来说,常常使用3个霍尔传感器,而它们在电机内 的布置方式常见的有两种方案,其一是相互间隔60度电角度排列,其二是相互间隔120度电角度排列。 而对于控制人员来说 ...

一、前言

对于 BLDC 的两相导通三相星型连接六状态控制来说,常常使用 个霍尔传感器,而它们在电机内 的布置方式常见的有两种方案,其一是相互间隔 60 度电角度排列,其二是相互间隔 120 度电角度排列。 而对于控制人员来说,我们需要知道拿到的电机,霍尔传感器的安装方式如何,这样才能决定相应的 控制策略

关于霍尔的位置摆放,一般是由电机本体设计相关的人员需要考虑的,而有的时候,又需要 电机控制人员对电机本体设计有一定的了解,这样才能加深理解电机原理,对电机控制起到相辅相成 的作用

二、霍尔安装角度辨别

当我们拿到一个新的三相直流无刷电机时,可以通过测量三个霍尔信号,然后分析它们之间的关 系即可知道霍尔的安装角度间隔是 60 度电角度还是 120 度电角度。那么,60 度电角度跟 120 度电角度 在三路霍尔波形上怎么来辨别呢?下面以波形图来说明一下:

从上图左边波形关系可以知道,H1 的上升沿跟 H2 的上升沿之间相差 120 度电角度,而 H2 的上升 沿跟 H3 的上升沿相差 120 度电角度,H3 上升沿跟 H1 的上升沿之间也是相差 120 度电角度,同理可以 看出下降沿也是相差 120 度电角度,所以可以根据上图左边的波形推导出三个霍尔是以 120 度电角度 安装的

从上图右边波形关系可以知道,H3 上升沿跟 H1 上升沿相差 60 度电角度,H1 上升沿跟 H2 上升沿 相差 60 度电角度。H1 的下降沿跟 H2 的下降沿之差也是 60 度电角度,H3 跟 H2 下降沿只差也是 60 度 电角度,所以可以根据上图右边的波形推导出三个霍尔是以 60 度电角度安装的

所以,如果拿到一个电机,没有说明霍尔的安装形式,则完全可以根据自己实测波形得出安装角 度方式

三、霍尔安装角度分析

对于三相直流无刷电机来说,霍尔的安装角度一般都是 120 度电角度安装及 60 度电角度安装,而 且以 120 度电角度安装居多,但是有的时候,从一些资料上看到的霍尔安装角度并不是我们说的两种 形式,这又是为什么呢?

对上图来说,我们很容易知道,三个霍尔 H1H2H3 在结构上是 120 机械角度安装的,跟我 们认识的完全不一样了,而且即使根据机械角度与电角度的关系,转换为电角度也是 240 度电角度安 装的,那么,是不是确实存在 240 度电角度安装的方式呢?

我们来分析一下这幅图,就可以找出最终的答案,从上图中,我们知道定子绕组有 个,则两个 相邻绕组之间的夹角是 60 度机械角度,而转子有 对磁极,共 个磁极,则每个磁极所占的夹角就是 360/4=90 度机械角度

图中,转子将会以顺时针方向转动,在图中的位置时,H1 感应到 极到 极的磁极变化,为了分 析方便,我们假设霍尔状态切换在磁极切换处发生,再假定,霍尔传感器感应到 极输出高电平(1), 感应到 极输出低电平(0),则图中位置时,H1 输出将发生一个由高电平到低电平的变化(下降沿)

而我们说的霍尔的安装角度间隔,都是指每个霍尔相同沿跳变之间的间隔,所以我们要知道 H2 或 H3 发生下降沿时,转子要转过的电角度是多少?由上图我们可以知道,下一个最近感应到磁极 到磁 极 变化的霍尔将会是 H2,所以我们需要从图中求解出 H2 位置到磁极边界点的角度

也就是我们要求解上图中的角 是多少,经过分析,很容知道这个角 是 60 度机械角度,也就是知道,当转子再顺时针旋转 60 度机械角度时,H2 将感应到磁极 到磁极 的变化,H2 输出将发生一 个下降沿跳变。而根据机械角度与电角度之间的关系,很容易知道 60 度对应的机械角度是 120 度电角 度

同理我们可以推出 H3 在上图的位置,再转过 120 度机械角度,H3 将感应到磁极 到磁极 的变 化,H3 输出将发生一个下降沿跳变。而在 H2 感应到磁极 到磁极 的变化之后,H3 只需要转子再转 动 60 度机械角度(120 度电角度),则将感应到磁极 到磁极 的变化,所以我们可以推出,三个霍尔 输出下降沿的角度间隔是 120 度电角度


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