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直流無刷電機(jī)的運(yùn)行時(shí)靠確定霍爾記錄轉(zhuǎn)子的位置,傳送信號(hào)到控制芯片來控制直流無刷電機(jī)的工作狀態(tài)。 這里的霍爾的作用就用來記錄直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置,從而控制換相功率,在三相直流無刷電機(jī)里,用三個(gè)霍爾傳感器就可以記錄六個(gè)相位的位置。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,無刷直流電機(jī)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,在電動(dòng)車輛、家用電器、紡織機(jī)械等領(lǐng)域都可以見到無刷直流電機(jī)的身影。無刷直流電機(jī)工作時(shí),需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置的不同來切換工作狀態(tài)?;舳鷤鞲衅鞒S脕頇z測無刷直流電機(jī)的換相位置,對于三相無刷直流電機(jī),3 個(gè)霍耳傳感器就可以將6 個(gè)換相位置檢測出來。常用的霍耳傳感器安裝方式有120 ° 安裝和60° 安裝2 種,2 種方法都可以輸出6 個(gè)不同的霍耳信號(hào),分別對應(yīng)6 個(gè)不同的區(qū)域,當(dāng)無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某一區(qū)域時(shí),對應(yīng)的繞組通電,電機(jī)就可以正常工作,若霍耳信號(hào)與繞組關(guān)系錯(cuò)誤,就無法正常工作,甚至?xí)﹄姍C(jī)或功率器件造成損壞。因此,確定霍耳信號(hào)與定子繞組關(guān)系對于無刷直流電機(jī)而言非常重要。 已有一些文獻(xiàn)對如何確定霍耳信號(hào)與定子繞組關(guān)系進(jìn)行了研究,并提出了一些檢測方法。提出了區(qū)分無刷直流電機(jī)定子繞組、霍耳傳感器引腳的方法,但這種方法適用于霍耳傳感器的輸出為模擬量的情況,而無刷直流電機(jī)的霍耳傳感器大多輸出數(shù)字量。根據(jù)線反電勢與換相信號(hào)的關(guān)系來判斷換相信號(hào)與繞組關(guān)系,使用DSP 捕捉線反電勢過零點(diǎn),使用示波器來采集線反電勢波形,要獲得線反電勢,兩種方法都要借助外力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。需要將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到特定位置,然后根據(jù)繞組通電情況判斷,實(shí)現(xiàn)不太方便。提出了一種無刷直流電機(jī)相序故障自恢復(fù)方法,但這種方法需提前獲知霍耳信號(hào)的安裝方式,即120°安裝還是60°安裝。 采用三三導(dǎo)通的方式將電機(jī)轉(zhuǎn)子依次轉(zhuǎn)到6個(gè)位置,并紀(jì)錄對應(yīng)的霍耳信號(hào),以此來判斷繞組與霍耳信號(hào)關(guān)系。該方法無需提前獲知霍耳傳感器是120°安裝還是60°安裝,也無需借助外力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),安全可靠,簡單易行,可以廣泛應(yīng)用于帶霍耳傳感器的無刷直流電機(jī)應(yīng)用場合,如電動(dòng)自行車、紡織機(jī)械等。 1、直流無刷電機(jī)原理 三相無刷直流電機(jī)常采用兩兩導(dǎo)通的方式工作,兩兩導(dǎo)通指任意時(shí)刻逆變器只有2只開關(guān)管開通。無刷直流電機(jī)需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置來切換工作狀態(tài),也就是說換相點(diǎn)是無刷直流電機(jī)正常工作必不可少的信息。圖1為三相無刷直流電機(jī)換相點(diǎn)示意圖,為便于理解,特給出了反電勢以及相電流波形,圖中ea,eb,ec代表三相相反電勢,由圖可見,對于三相無刷直流電機(jī),每個(gè)電周期內(nèi)有6個(gè)不同的換相點(diǎn),也就是說每個(gè)電周期內(nèi)電機(jī)換相6次。 霍耳傳感器常用來檢測無刷直流電機(jī)換相點(diǎn)。三相無刷直流電機(jī)需要3] 不管采用哪種安裝方式,輸出的霍耳信號(hào)將每個(gè)電周期分為6 個(gè)區(qū)域,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某個(gè)區(qū)域時(shí),特定的繞組通電,無刷直流電機(jī)即可正常運(yùn)行,若霍耳信號(hào)與繞組關(guān)系不準(zhǔn)確,電機(jī)將無法工作,甚至?xí)斐呻姍C(jī)或逆變器損壞。下面介紹一種無刷直流電機(jī)霍耳信號(hào)與繞組關(guān)系自學(xué)習(xí)方法。 三相直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)矩可以由下式來計(jì)算; T =eaia + ebib + ecicω 式中:ea ,eb ,ec 為三相相反電勢;ia ,ib ,ic 為三相相電流;ω 為電機(jī)角速度。空載時(shí),在電機(jī)繞組中通以固定電流,電機(jī)轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)到某一位置并停止,此時(shí)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩零圖3中,Ⅰ~Ⅵ表示霍耳傳感器將電周期分成的6 個(gè)區(qū)域,當(dāng)兩兩導(dǎo)通時(shí),通電的兩相繞組電流大小相等,方相反,電機(jī)轉(zhuǎn)矩為零的點(diǎn)分布在各個(gè)區(qū)域的邊界上;當(dāng)采用三三導(dǎo)通時(shí),三相繞組均通電,若電流最大相的電流為I,那么其它兩相電流為-I/2,此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩為零的點(diǎn)分布在各個(gè)區(qū)域的中間位置,如圖3 所示。通過以上分析可以知道,要使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某一個(gè)區(qū)域,采用三三導(dǎo)通的方法要比兩兩導(dǎo)通的方法更加合理。