霍尔电流传感器如何在无刷直流电机中工作

霍尔电流传感器本质上是一种基于霍尔电流原理的传感器。当电流沿一个方向流动的导体或半导体垂直于磁场引入时，获得可测量电压的电流称为霍尔电流。简而言之，当在垂直于电流流动的方向上施加磁场时，会在电导体上产生电压。霍尔电流传感器是一种固态设备，它应用此原理来确定有效运行无刷直流电机所需的位置、速度和各种其他属性。

一、霍尔电流传感器的放大图：

小电流值始终流过霍尔带。如前所述，来自该转子磁铁的交变场将在霍尔带上产生电压。然后将电压馈送到数字电路(如上图所示)，然后将数字信号作为霍尔电流传感器输出。

二、霍尔电流传感器如何在无刷直流电机中工作?

通常，BLDC电机将在转子或定子上安装三个霍尔电流传感器。这些霍尔传感器彼此相距120度放置，提供0到360度的角度位置。当这些霍尔传感器与转子的磁场接触时，会产生相应的1和0数字脉冲，如下图所示。

通过六个步骤，这些霍尔传感器能够给出电机位置(角度)。在图中，矩形波形展示了所有三个霍尔电流传感器A、B和C在相应角度产生的正脉冲和负脉冲。相应的图表还显示了当角度达到360度时如何分6步完成一次换向。

下面的解释将带来更多的清晰：

当转子磁铁穿过其中一个传感器时，它会产生一个低信号或高信号，具体取决于通过的是转子的北极还是南极。当转子穿过所有三个传感器时，这些传感器会在低位和高位之间切换，从而每60度给出一次转子的位置。下图显示了一个典型的BLDC电机控制器。从电机到控制器的三条线描绘了三个霍尔电流传感器发送的信号。

霍尔电流传感器能够区分沿相反方向移动的正电荷和负电荷。霍尔电流传感器检测到的磁场被转换为电子系统(通常是电机控制系统)可以读取的合适的模拟或数字信号。

下面显示的是从三个霍尔电流传感器的读数得出的真值表。如您所见，H桥的晶体管状态取决于传感器检测到的信号。向下箭头表示顺时针运动(CW)，向上箭头表示逆时针运动(CCW)。

现在我们有了真值表和图表，可以很容易地计算出转子的角度(位置)和速度。

1.角度计算：根据霍尔电流传感器信号计算，如图1所示。根据霍尔传感器脉冲，计算0-360度角。

2.速度计算：速度计算是通过计算霍尔电流传感器信号的周期来完成的。在周期的帮助下，频率和速度按以下公式计算。频率=1/周期。

只需一个霍尔传感器即可计算速度。

三、在无刷直流电机控制器中使用霍尔电流传感器的优势：

1.霍尔电流传感器是一种由磁铁组成的非常简单的设备，因此对于电机控制系统来说非常具有成本效益。

2.出于同样的原因，这些传感器很容易在电动汽车和其他汽车解决方案的高级电机控制系统中实施。

3.大多数无刷直流电机都配备了这些传感器。

4.霍尔电流传感器大多不受湿度、温度、灰尘和振动等环境条件的影响。

审核编辑：汤梓红