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閱讀：537發(fā)布時(shí)間：2025-2-25
直流電機(jī)可以是機(jī)械換向的有刷電機(jī)，也可以是電氣換向的無刷電機(jī)。在無刷直流 (BLDC) 電機(jī)中，使用霍爾效應(yīng)代替機(jī)械換向器和電刷。
霍爾效應(yīng)傳感器是固態(tài)磁場傳感器。它們的工作原理是，當(dāng)有電流流過的導(dǎo)體置于磁場中時(shí)，磁場會(huì)在電荷載流子上感應(yīng)出橫向（或側(cè)向）力，將它們推向?qū)w的側(cè)面（負(fù)向力）一側(cè)為正，另一側(cè)為正。導(dǎo)體側(cè)面電荷的積累會(huì)產(chǎn)生電壓。這種效應(yīng)被稱為霍爾效應(yīng)，以其發(fā)現(xiàn)者埃德溫·霍爾 (Edwin Hall) 命名。
無刷直流電機(jī)配有三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置。
換相的目的，無論是機(jī)械方式還是電氣方式，都是按照一定的順序?qū)Χㄗ永@組通電，一個(gè)繞組正極，一個(gè)負(fù)極，第三個(gè)繞組斷電。扭矩的產(chǎn)生是由定子磁場和轉(zhuǎn)子永磁體之間的吸引力和排斥力引起的。當(dāng)這兩個(gè)磁場彼此成 90 度定向時(shí)，可實(shí)現(xiàn)扭矩，并且扭矩會(huì)隨著磁場對齊而減小。因此，為了保持電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，定子磁場應(yīng)該隨著轉(zhuǎn)子磁場“趕上"它而改變位置。
為了給正確的定子繞組通電，必須知道轉(zhuǎn)子位置。這就是霍爾效應(yīng)傳感器的工作——監(jiān)控轉(zhuǎn)子的位置。 BLDC 電機(jī)通常具有安裝在定子或轉(zhuǎn)子上的三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器，并使用所謂的六步換向。當(dāng)轉(zhuǎn)子經(jīng)過傳感器時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生高信號(hào)或低信號(hào)來指示哪個(gè)轉(zhuǎn)子極（N 或 S）已通過。三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器的這種切換（從高到低或從低到高）每 60 度提供轉(zhuǎn)子位置信息。
在六步換向中，三個(gè)繞組（U、V、W）中的每一個(gè)都處于正向、負(fù)向或關(guān)閉狀態(tài)，
具體取決于三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器中的每一個(gè)是高狀態(tài)還是低狀態(tài)。
60° 乘以六步等于 360° 或一整圈。因此，術(shù)語“六步換向"。
霍爾效應(yīng)傳感器是確定 BLDC 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的方法，因?yàn)樗鼈兂杀镜土乙子谂c轉(zhuǎn)子永磁體一起使用。由于換向以 60 度增量進(jìn)行，因此不需要高分辨率傳感和輸出。
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