适合于无刷直流电机的功率霍尔传感器_驱动器
内置霍尔感应电机驱动ic原理
内置霍尔感应电机驱动ic原理
内置霍尔感应电机驱动IC（集成电路）的原理主要基于霍尔效应和电机驱动技术。
这种IC通常用于无刷直流电机（BLDC）或有刷直流电机（BDC）的控制。
下面简要介绍其工作原理：
1.霍尔效应：霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。
内置霍尔感应电机驱动IC
利用霍尔元件（霍尔传感器）检测电机转子的位置，从而确定换向时刻。
2.电机驱动：电机驱动部分负责根据霍尔传感器的信号控制电机的换向和速度。
对于无刷直流电机，驱动IC通过控制定子绕组的电流方向来实现电子换向。
对于有刷直流电机，驱动IC则通过控制电枢电流的方向来实现换向。
具体来说，内置霍尔感应电机驱动IC的工作原理如下：
1.当电机启动时，霍尔传感器检测电机转子的初始位置。
2.根据霍尔传感器的信号，驱动IC确定电机的换向时刻，并控制相应的功率开关管导通或截止，从而改变定子绕组或电枢的电流方向。
3.通过不断检测霍尔传感器的信号并调整功率开关管的状态，驱动IC可以实现对电机转速和转向的精确控制。
内置霍尔感应电机驱动IC具有集成度高、体积小、功耗低、可靠性高等优点，广泛应用于各种小型电动工具、家用电器、汽车电子设备等领域。
霍尔在无刷直流减速电机中的运用
霍尔在无刷直流减速电机中的运用
霍尔传感器在无刷直流减速电机中的运用主要体现在以下几个方面：
1.转速检测：霍尔传感器可以实时检测无刷直流电机转子的旋转速度。
通过监测霍尔传感器输出的脉冲信号，可以准确地计算出电机的转速。
这对于控制电机的运行状态和保证其性能至关重要。
2.位置控制：无刷直流电机的转子通常配备有永磁体，霍尔传感器通过检测永磁体磁场的位置变化来实现对电机转子位置的实时监测。
基于霍尔传感器的反馈信号，控制系统可以精确地控制电机的转向和停止。
3.电流检测：霍尔电流传感器可以用于检测无刷直流电机绕组中的电流。
通过监测电流大小，可以确保电机在安全、高效的运行范围内工作，并有利于实现电机的精确控制。
4.保护功能：霍尔传感器还可以用于检测无刷直流电机的异常情况，如过载、短路等。
当检测到异常信号时，控制系统可以及时采取措施，如断电或减小电流，以保护电机免受损坏。
5.驱动控制：霍尔传感器可以与驱动电路相结合，实现对无刷直流电机的高效、精确控制。
根据霍尔传感器的信号，驱动电路可以实时地调整电机绕组的导通状态，使电机在不同负载和转速下保持良好的性能。
6.提高能效：通过霍尔传感器的应用，无刷直流电机可以实现更高效的运行。
例如，在低速运行时，霍尔传感器可以确保电机运行在无刷状态下，避免能量损耗；在高速运行时，霍尔传感器可以实现电机的快速响应，提高运行效率。
霍尔传感器在无刷直流减速电机中的应用丰富了电机的控制功能，提高了电机的性能和可靠性，使得无刷直流电机在各种应用场合都能展现出优越的性能。
直流无刷电机霍尔位置传感器电磁干扰机理与试验研究
直流无刷电机霍尔位置传感器电磁干扰机理与试验研究马宁;吕晶薇;高小松;刘洋;孙利【摘要】直流无刷电机在工业中应用广泛,其采用电子换相装置,具有维修费用低、寿命长、效率高和安全性好的特点,直流无刷电机主要的电子换向装置是霍尔式转速传感器.霍尔位置传感器由于其体积轻巧、使用方便已经成为直流无刷电机配备的主要传感器,可实现电机转动位置的测量,进而控制电机的换向.针对霍尔位置传感器工作时易受到电机绕组产生的电磁场干扰的问题,通过对霍尔传感器空间安装位置和绕组相电流的对比试验,研究不同磁场强度下,霍尔传感器转动位置测量的偏差,以及对换向时序的影响,找出影响直流无刷电机工作的因素为霍尔传感器安装位置和相电流控制,并根据试验结果提出减少干扰的方法,从而防止电机换向时由于干扰导致时序紊乱而引发的电机失控现象.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】5页(P51-55)【关键词】直流无刷电机;霍尔传感器;电机绕组;电磁场;干扰;时序紊乱【作者】马宁;吕晶薇;高小松;刘洋;孙利【作者单位】北京卫星制造厂有限公司,北京 100094;北京卫星制造厂有限公司,北京 100094;北京卫星制造厂有限公司,北京 100094;北京卫星制造厂有限公司,北京100094;北京卫星制造厂有限公司,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TH16直流电机(Direct Current machine)可以实现直流电能和机械能互相转换。
其优点包括维修费用低、运转距离较大、启动特性和调速特性优秀、调速性能好、调速范围广且平滑、过载能力较强和受电磁干扰影响小。
因此直流电机在各领域都有着广泛的应用。
早期的直流电机通过电刷进行换向，被称为直流有刷电机，但由于电刷在换向时会产生电火花，既造成了换向器的电腐蚀，还是无线电干扰源，会对周围的电器设备带来有害影响。
电机的容量越大、转速越高，问题就越严重。
因此安全可靠性使电机的使用受到了限制。
无刷直流电机控制技术综述
无刷直流电机控制技术综述一、本文概述随着科技的飞速发展和工业自动化的深入推进，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）控制技术日益受到广泛关注。
无刷直流电机以其高效、节能、长寿命等优点，在电动工具、电动车、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。
本文旨在对无刷直流电机控制技术进行综述，介绍其基本原理、发展历程、主要控制策略以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将对无刷直流电机的基本结构和工作原理进行简要介绍，为后续的控制技术分析奠定基础。
通过回顾无刷直流电机控制技术的发展历程，揭示其从简单的开环控制到复杂的闭环控制，再到智能控制的演变过程。
接着，重点介绍几种主流的无刷直流电机控制策略，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并分析它们在不同应用场景下的优缺点。
还将探讨无刷直流电机在高速、高精度、高效率等方面的特殊控制需求及其解决方案。
本文将对无刷直流电机控制技术的未来发展趋势进行展望，包括控制算法的优化与创新、新型功率电子器件的应用、以及电机与控制系统的一体化设计等。
通过本文的综述，读者可以对无刷直流电机控制技术有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的启示和指导。
二、无刷直流电机的基本原理与结构无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其基本工作原理和结构与传统直流电机有所不同，因此在控制上也具有其独特之处。
基本原理：无刷直流电机的工作原理基于电子换向技术。
它利用电子开关器件（如功率晶体管或功率MOSFET）实现对电机电流的换向控制，从而改变了电机转子的旋转方向。
与传统直流电机相比，无刷直流电机省去了机械换向器和电刷，因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。
结构特点：无刷直流电机主要由定子、转子和电子换向器三部分组成。
定子通常由多极电磁铁构成，而转子则是一个带有永磁体的圆柱形结构。
带霍尔传感器的三相无刷直流电机控制
带霍尔传感器的三相无刷直流电机控制无刷直流电动机(BLDC)，也称为电子换向电动机（ECM、EC 电动机）或同步直流电动机，是由直流电通过逆变器或开关电源供电的同步电动机，该同步电动机会产生交流电流来驱动各相通过闭环控制器控制电机。
控制器向控制电机速度和扭矩的电机绕组提供电流脉冲。
与有刷电机相比，无刷电机的优势在于高功率重量比、高速度和电子控制。
无刷电机在计算机外围设备（磁盘驱动器、打印机）、手持电动工具以及从模型飞机到汽车的车辆等地方都有应用。
该项目描述了如何使用GreenPAK? 控制三相无刷直流电机。
下面我们描述了了解解决方案如何编程以创建直流电机控制所需的步骤。
但是，如果您只是想得到编程的结果，XZGreenPAK Designer 软件查看已经完成的GreenPAK Design 文件。
将GreenPAK 开发套件插入您的计算机，然后点击程序来设计设备。
构造和运行原理BLDC 电机的结构和操作与交流感应电机和有刷直流电机非常相似。
与所有其他电机一样，BLDC 电机也由转子和定子组成（图1）。
BLDC 电机定子由叠层钢制成，用于承载绕组。
定子中的绕组可以按两种模式排列-星形图案(Y) 或三角形图案(Δ)。
两种模式之间的主要区别在于Y 模式在低RPM 时提供高扭矩，而? 模式在低RPM 时提供低扭矩。
这是因为在? 配置中，一半的电压施加在未驱动的绕组上，从而增加了损耗，进而增加了效率和扭矩。
BLDC 电机使用电气循环进行控制。
一个电循环有 6 个状态。
基于霍尔传感器的电机换向序列如图 2 所示。
BLDC 电机运行的基本原理与有刷直流电机相同。
对于有刷直流电机，反馈是使用机械换向器和电刷实现的。
在BLDC 电机中，使用多个反馈传感器实现反馈。
Z常用的传感器是霍尔传感器和光学编码器。
在三相BLDC 中，齿（极）数是3 的倍数，磁铁数是2 的倍数。
根据磁铁和齿的数量，每个电机具有不同数量的齿槽效应（即磁吸力）转子和定子）每转步数。
采用霍尔效应传感器的三相无刷直流马达驱动器
应用手册AN2170 采用霍尔效应传感器的三相无刷直流马达驱动器作者：Andrey Magarita相关项目：是相关部件系列：CY8C27xxxPSoC Designer版本：4.1相关应用手册：摘要本应用手册说明如何使用PSoC TM来控制采用霍尔效应传感器的三相无刷直流(BLDC)马达。
前言三相BLDC马达广泛应用于先进的电子设备，如：硬盘驱动器、软驱、光驱及其他消费类设备和工业设备。
《小型电动马达手册》[1]介绍了马达的工作原理，概述如下。
BLDC马达具有与机械换向马达类似的直线速度转矩曲线。
在BLDC马达中，磁铁旋转，而载流线圈静止不动。
电子开关控制电流方向。
由转子位置传感器确定开关的时序。
图1说明了BLDC马达的内部结构，其由一个多极永磁转子与一个带有采用三角形或星形连接的多线圈定子组成。
可以采用多种方法获取转子位置信息。
可行的方法包括无传感器技术，如：后电磁力感应；以及传感器技术，如：光编码器与磁场传感器（电感器传感器或者基于霍尔效应传感器）。
本手册介绍采用霍尔传感器的BLDC马达驱动器。
表1列出了驱动器参数。
图2说明马达的运行状况。
转子每旋转半圈就通过了6个相位，因此转子每经过一个相位就旋转了30°。
马达控制采用3个双极、120°相移电压电源。
这些电压可以是真正的正弦曲线，也可以是正弦波信号的逐步逼近（step approximation）。
图2b以符号方式说明定子线圈。
本应用手册中的线圈绕组方法与图2b所示不同。
不过，磁场产生方法与图2a相同。
线圈前面的减号表示线圈的绕线方向与未标识减号的部分相反。
请注意：磁场构成的线圈并不均匀。
它们在磁极中心具有最高电压，磁极中心的电平大约比磁极边缘高出2倍。
三相开关电压构成旋转磁场。
图2说明了每个相位转换事件之后的定子磁场。
6个事件（事件1至事件6）标识相位转换时刻。
此图说明由弧形箭头标识的顺时针旋转。
为了逆时针旋转转子，采用相反的相位转换顺序，通过改变任何2个马达线圈的转换顺序即可实现。
无刷直流电机控制器使用说明书
1无刷直流电机控制器使用说明书
该控制器适用于直流12V/24V、功率200W 以下、转速30000转以内、电气相位为60°/120°的直流无刷电动机。
主要特点：
霍尔传感器解码、电子换相、适用于电气相位为60°/120°的无刷直流电机。
PWM 无级调速，调速范围为额定转速的10%-100%。
提供了开环和闭环两种速度检测方式。
控制方式：启动/停止、制动/运转、正转/反转。
保护功能：过流保护、欠压保护、短路保护、过热保护、电机堵转保护、传感器错相保护。
使用注意事项：
1、电源一定不能接反，否则会损坏电机控制器。
2、电机的各相及检测线必须和控制器正确连接，否则电机无法正常运转。
3、PR1为力度调节电位器，顺时针调节为力度增加，逆时针调节为力度减小；
PR2为速度调节电位器，顺时针调节为速度减小，逆时针调节为速度增加。
4、调节力度、速度电位器时，请用小一字螺丝刀微调多圈。
- 接直流电源正极 - 接直流电源
地 - 接电机绕组A (粗
白线)- 接电机绕组B (粗蓝线)- 接电机绕组C (
粗绿线)- 接红色线(细线) - 接黑色线(细线) - 接电机相位检测器A
(细白线) - 接电机相位检测器B (细蓝线) - 接电机相位检测器C
(细绿线
)
- 接地线(停止)、悬空(运- 未定义 - +15V 电源
- 接地线(正转
)
、
悬
空
(
反- 故障
输出-
地线
电源
指示灯 故障指示灯 - 地线- 接地线(运转)、悬空(制。
直流无刷电机驱动原理
直流无刷电机驱动原理直流无刷电机（Brushless DC Motor，简称BLDC）是一种通过电子器件控制转子转动的电机。
与传统的有刷直流电机相比，直流无刷电机具有结构简单、寿命长、效率高等优点，因此在许多领域得到广泛应用，如家电、汽车、航空航天等。
直流无刷电机的驱动原理主要包括电机结构、电机控制器和传感器三个方面。
首先，直流无刷电机的结构由转子和定子组成。
转子上的永磁体产生磁场，而定子上的线圈通过电流产生磁场。
当电流通过定子线圈时，定子磁场与转子磁场相互作用，产生转矩，从而驱动转子转动。
其次，直流无刷电机的控制器是实现电机转动的关键。
控制器主要由功率电子器件和控制电路组成。
功率电子器件包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管），用于控制电流的通断。
控制电路则根据传感器反馈的信息，控制功率电子器件的开关状态，从而实现对电机的控制。
最后，直流无刷电机的传感器用于检测电机的转子位置和速度。
常用的传感器有霍尔传感器和编码器。
霍尔传感器通过检测转子磁场的变化，确定转子位置。
编码器则通过检测转子的旋转角度和速度，提供更精确的转子位置和速度信息。
传感器的反馈信息被送回控制器，用于控制电机的转动。
总结起来，直流无刷电机的驱动原理是通过控制器控制功率电子器件的开关状态，使电流按照一定的顺序流过定子线圈，从而产生转矩驱动转子转动。
传感器则用于检测转子位置和速度，提供反馈信息给控制器，实现对电机的精确控制。
直流无刷电机驱动原理的应用非常广泛。
在家电领域，直流无刷电机被广泛应用于洗衣机、冰箱、空调等产品中，提高了产品的效率和可靠性。
在汽车领域，直流无刷电机被用于驱动电动汽车的电机，实现零排放和高效能。
在航空航天领域，直流无刷电机被用于驱动飞机的舵机和飞行控制系统，提高了飞行的稳定性和安全性。
总之，直流无刷电机驱动原理是一种高效、可靠的电机驱动方式。
通过控制器和传感器的配合，实现对电机的精确控制，使其在各个领域发挥出更大的作用。
BLD-120A直流无刷驱动器说明书
BLD-120A 直流无刷驱动器使用说明书BLD-120A 直流无刷电机驱动器是本公司利用高性能DSP 处理器自主研发完成的，针对小功率直流无刷电机驱动的高科技产品。
该直流无刷电机驱动器采用性价比极高的低成本解决方案，主要应用于各类自动化控制设备，如传送设备、医疗设备、包装机械、食品机械、健身设备、教学设备、园林机械等诸多领域。
本驱动器适用于功率为120W 以下的三相正弦波直流无刷电机的转速调节，可提供外接电位器调速，外部模拟电压调速，上位机（PLC ，单片机等）PWM 调速,等功能。
同时该驱动器具备大转矩启动，快速启动及制动、正反转切换，手动及自动调速相结合。
产品特征:可应用于上位机（PLC 或单片机等）PWM 或模拟量速度控制可采用手动调速方式（自带电位器，也可外接电位器手动调速） PID 速度环，电流环控制 启动停止控制 (EN) 正反转控制 (F/R) 制动快速停车（BRK ）过载保护设定： 通过电位器线性设定不同功率的电机保护参数 高速力矩输出平稳，转速稳定 低速大力矩输出过流、过压、 欠压、 堵转、 霍尔信号非法、温度保护 速度信号输出 异常报警信号输出电气特性输入电源：+12V ～+30V 直流电源输出电流：额定电流8A 瞬间最大电流30A （<3S ） 绝缘电阻：常温常压下>500M Ω环境要求冷却方式 自然冷却使用场合 避免粉尘 油污及腐蚀性物体 使用温度 -10°～+50°环境湿度 <80％RH 不凝露 不结霜 震动 最大不超过5.7M/S2保存 -20°～+125°避免灰尘 最好使用原包装驱动器功率参数设置:30405060708090100110120Unit:WP-sv TunePeak Power安装尺寸图标准接线图5V无刷电机霍尔线无刷电机线无刷电机电源输入功率设定调节制动刹车启动停止正反转控制公共端模拟量调速输入RVREF+DC-HW HV HU REF-W V U DC+EN BRK F/R COM SV RUN/ALMP-sv控制接线图100K2.2K2.2K 2.2K 24V制动刹车启动停止正反转控制公共端模拟量输入SVCOM F/R BRKEN 5VBLD-120A 驱动器MCU/PLC 控制器电源和电机接线端序号名称说明1 DC- 电源- (12V~30V)2 DC+ 电源+（12V~30V）4 U 无刷电机绕组A相( U)5 V 无刷电机绕组B相( V )6 W 无刷电机绕组C相( W )霍尔传感器信号端序号名称说明1 GND 霍尔传感器电源地线2 HW 霍尔传感器C相( W)3 HV 霍尔传感器B相( V )4 HU 霍尔传感器A相( U )5 +5V 霍尔传感器电源输入端驱动器控制端子序号名称说明1 SV 模拟量信号输入端口2 COM 公共端口3 F/R 正反转控制端高电平正转（对应COM）4 EN 控制信号使能端低电平运行（对应COM）5 BRK 控制信号刹车端高电平运行（对应COM）指示灯说明绿灯亮表示电源正常；红灯亮表示故障输出驱动器功能说明：（1）调速方式本驱动器提供以下3种调速方式，用户可任选一种：A．电位器直接调速：驱动器上装有电位器，可通过旋转电位器直接进行调速B．模拟电压调速：将外部电位器的两个固定端分别接于驱动器的控制信号端口的+5V和COM端，将调节端接于SV端即可使用外接电位器（10K~100K）调速，也可以通过其他控制单元（如PLC，单片机等）输入模拟电压到SV端实现调速（相对于COM），SV端口的范围为DC 0V~+5V，对应电机转速为0~额定转速（使用此功能请将RV调至左端）。
霍尔传感器应用于无刷电机驱动控制
霍尔传感器应用于无刷电机驱动控制摘要：在无刷电机驱动控制中，利用霍尔元件检测转子位置，用其感应信号传输位置或速度偏差电压控制系统，即利用霍尔元件的乘法函数产生与偏差成比例的无刷电机转矩。
如果在实际应用中正确使用霍尔集成传感器，可以大大简化控制系统，使其性能更加稳定。
关键词：霍尔传感器；无刷电机；驱动控制1霍尔元件用作无刷电机磁敏元件原理1.1霍尔元件工程原理霍尔元件是基于霍尔效应原理由半导体材料制成的。
换句话说，当导体电位置于磁场中，其电流方向与磁场方向一致时，载流导体的两个平行于电流和磁场的表面之间会产生一个称为霍尔电位的电压，如图所示1磁场的大小等于激发强度。
UH =KHBlcosθ图1霍尔元件基本测量电路式中:KH单位灵敏度系数;B为磁感应强度;I激发通过霍尔元件的电流;从上述方程可以看出，当环境温度和激励电流不变时，霍尔电位与磁场强度成正比。
因此，可以通过检测霍尔元件的输出电压来检测磁场的强度。
1.2霍尔元件用作无刷电机磁极位置检测永磁钢通常用于无刷电机，交流或通过定子线圈的脉动电流。
所述方法可以省去电刷和换向器以产生旋转磁场。
磁极与旋转永磁磁极钢之间的转矩角的旋转磁场应保持在接近一半的范围内，这样才能产生良好的转矩。
因此，霍尔元件可以作为磁传感器来检测转子位置，信号用于激励定子线圈。
图1给出了无刷电机霍尔元件的磁极位置检测电路。
霍尔元件H的输出电压随着电机旋转时磁场的变化而变化。
晶体管T和T2交替打开和关闭，从A端和B端输出两个相反的信号。
电极电阻可根据输出电压调节，霍尔元件H可为5F-MS-07f。
2采用霍尔元件的无刷电机驱动电路2.1霍尔元件感应信号的放大驱动由霍尔元件产生的信号需要通过驱动和放大来激励定子线圈。
图2显示了霍尔元件的无刷电机驱动电路,工作原理:利用两个霍尔组件H连接的两相绕组换向器电动机,电动机绕组的L \和Lq和Ls和我有一个阶段的电角度180°的开关,有一个90°阶段霍尔元件H和H2电角之间的关系。
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设计与应用
Design&Application
感兴趣请圈205
适合于无刷直流电机的功率霍尔传感器/驱动器
功能框图
U DN3625M和UDN3626M都是
单片IC,可对许多小型单相、单
极性无刷直流电机应用提供单
片控制和直接驱动解决方案,只需要极
少的外部器件。
集成到IC中的是高灵
敏度霍尔效应传感器、控制和转换逻
辑,稳定的稳压器,广泛的自我和系统
保护功能和两个大电流饱和NPN输
出。
两种IC都包括有热停机、输出过
电流限制和输出瞬态保护/回扫二极
管。
UDN3625M适用于12V电机,而
UDN3626M更适合于24V电机。
输出过电流限制(和启动电涌或锁
定转子条件有关)和短路保护功能都由
内部电流读出电阻提供。
最大(缺省)
输出负载电流对于UDN3625M一般是
113A,而对UDN3626M是600mA,但是
也可通过用户选择外部低瓦数电阻加
以减小。
独立的低电平输出可为电机速度
控制和检测锁定转子条件提供测速机
能力。
借助于适当的外部逻辑电路,在
输出电流调整脚上可以完成脉宽调制
(PWM)速度控制。
这些传感器/驱动器是采用8脚小
型DIP塑料封装,带有铜引线框架以增
加封装的功率处理能力。
◆(杜尚)
1998年1-2月 EDW 电子产品世界 147。