Gedetailleerde uitleg van de rol van halsensoren in borstelloze motoren

Tijdens de werking van deborstelloze DC -motor, de controller moet de realtime positie van de rotor nauwkeurig kennen om te beslissen hoe je de huidige richting moet schakelen en de motor aan te sturen om te blijven draaien. Deze perceptie van de rotorpositie is het uitgangspunt van de gehele commutatiecontrole. De Hall -sensor is de belangrijkste component om deze functie te bereiken.

 

Vergeleken met geborstelde motoren die afhankelijk zijn van mechanische contacten om faseverandering te voltooien, vertrouwen borstelloze motoren volledig op elektronische regeling. Daarom heeft de nauwkeurigheid van positiedetectie rechtstreeks invloed op de opstart-, operationele stabiliteit van de motor en de responsefficiëntie. Zonder betrouwbare positiefeedback, kan de controller de statorwikkeling niet correct starten, de motor niet goed begint of trillingen, lage efficiëntie en andere problemen zullen tijdens de werking plaatsvinden.

 

De taak van de Hall -sensor is om de veranderingen in het magnetische veld van de rotor in realtime te "observeren", het om te zetten in digitale signalen en terug te voeren naar het besturingssysteem. Deze signalen bieden de bestuurder een "klok" voor fase -schakelen, zodat elke fasestroom op de juiste wikkeling op het juiste moment werkt om een ​​soepele en efficiënte werking te bereiken.

 

Het kan worden gezegd dat hoewel de Hall -effectsensor slechts een hulpcomponent is, zijn positie in de borstelloze motor is als "ogen naar de hersenen": het drijft geen componenten aan, maar bepaalt of het hele besturingssysteem de richting duidelijk kan zien ". Vervolgens zullen we het werkende principe van het Hall -effect dieper bekijken en zien hoe deze kleine sensor de operatie van het hele besturingssysteem ondersteunt.

 

Om beter te begrijpen hoe Hall -sensoren werken, moeten we beginnen met een basisch fysiek fenomeen - het Hall -effect.

 

Het Hall -effect verwijst naar het feit dat wanneer de stroom door een geleider of halfgeleidermateriaal gaat en het materiaal zich in een verticaal magnetisch veld bevindt, een spanning loodrecht op het stroom- en magnetische veld in het materiaal zal verschijnen. Deze transversale spanning wordt de "halspanning" genoemd.

 

We kunnen het ons voorstellen als een proces als dit:

1. Stel je voor dat er water in een pijp stroomt (die elektrische stroom vertegenwoordigt);

2. Als u een magneet naast deze waterpijp plaatst, wordt de waterstroom naar één kant "afgebogen" onder invloed van de magnetische kracht;

3. Deze afwijking zal een drukverschil aan één kant van de waterpijp veroorzaken;

4. In elektronische systemen manifesteert dit "drukverschil" zich als spanning.

 

De Hall -sensor gebruikt dit principe. Het bevat een klein halelement. Wanneer het dicht bij een magnetisch veld is (zoals de magneet op de motorrotor), zal het Hall -element de verandering in het magnetische veld voelen en een overeenkomstig spanningssignaal uitvoeren. Dit signaal wordt vervolgens naar de aandrijfcontroller verzonden om de stroompositie van de rotor te bepalen.

 

Volgens de verschillende outputsignalen kunnen Hall -sensoren worden onderverdeeld in twee categorieën:

• Analoge Hall-sensor: het voert een continu veranderende spanningswaarde uit, die de magnetische veldsterkte nauwkeurig kan weerspiegelen en geschikt is voor eisen met een hoge resolutie, zoals positiemeting en magnetische veldanalyse.
• Digital Hall Sensor: de output heeft slechts twee staten: hoog niveau en laag niveau. Wanneer het magnetische veld een bepaalde drempel bereikt, activeert het om te schakelen. Het is geschikt voor het beoordelen van de verandering van magnetische polen en het regelen van faseverandering in borstelloze motoren.

In borstelloze motoren is de meest gebruikte de Digital Hall -sensor, die een eenvoudige structuur, snelle respons en sterk aanpassingsvermogen heeft. Het is zeer geschikt voor real-time detectie van veranderingen in rotorpool, waardoor nauwkeurige elektronische commutatie-regeling wordt bereikt.

 

Nu we het principe van het Hall -effect begrijpen, kunnen we kijken hoe de Hall -sensor wordt gebruikt in borstelloze motoren.

 

1. Coördinatie tussen Hall -sensor en rotor

In een borstelloze DC -motor is de rotor meestal een cilinder met een magneet met afwisselende N- en S -polen. Terwijl de motor draait, bewegen de magnetische polen op de rotor naar en weg van de halsensoren op de stator.

 

Wanneer een magnetische paal door het halelement gaat, voelt het de verandering in het magnetische veld en genereert een hoog of laag digitaal signaal. Dit signaal vertelt de bestuurder: "Nu is het de N -paal" of "Nu is het de p -paal." Op deze manier kan de bestuurder bepalen naar welke positie de rotor heeft gedraaid en beslissen of de huidige richting moet worden gewisseld om de motor soepel te laten lopen.

 

2. 120 graden opstelling van drie halelementen

Om de rotorpositie nauwkeurig te voelen, worden drie halsensoren meestal gebruikt, gelijkmatig geïnstalleerd op de stator, met een elektrische hoek van 120 graden. Waarom drie? Omdat de driefasige wikkeling zes verschillende geleidingscombinaties vereist om een ​​continue commutatie te bereiken (dat wil zeggen zesstaps commutatiecontrole).

 

Elke Hall -sensor voert een hoog of laag niveau uit. Wanneer de drie sensoren worden gecombineerd, worden zes verschillende toestanden gevormd.

A: 1 1 0 0 0 1

B: 0 1 1 1 0 0

C: 0 0 0 1 1 1

Deze zes sets signalen veranderen cyclisch en instrueren de bestuurder om de huidige richting in volgorde te wisselen, waardoor de motor continu moet draaien.

 

Hoewel de Hall -sensor klein is, heeft deze een cruciale invloed op de prestaties van de borstelloze motor. Onjuiste installatiemethoden of nauwkeurigheidsafwijkingen kunnen leiden tot commutatiefouten, slecht starten en zelfs versnelde motorveroudering. In deze sectie zullen we belangrijke overwegingen in praktische toepassingen introduceren vanuit de perspectieven van installatiehoek, uitlijningsnauwkeurigheid, anti-interferentie en temperatuurafwijking.

 

1. Inleiding tot installatiehoek

In borstelloze motoren bepaalt de installatiehoek van de Hall -sensor de timing van de inductie van de rotormagetische polen, die direct de commutatie ritme en motorische operationele efficiëntie beïnvloedt. De volgende zijn verschillende gemeenschappelijke arrangementhoeken:

 

• 120 graden elektrische hoekopstelling

Dit is de meest voorkomende opstelling, met drie halelementen gelijkmatig verdeeld onder een elektrische hoek van 120 graden. Het is geschikt voor de meeste driefasige borstelloze DC-motoren en is een natuurlijke match voor de zesstappencommutatiecontrolelogica. Het heeft een symmetrische structuur en eenvoudige controle en is de standaardconfiguratie voor industriële en consumentenmotoren.

 

• 60 graden elektrische hoekopstelling

De opstelling van 60 graden wordt ook gebruikt in sommige specifieke motorische structuren. Deze opstelling heeft dichtere signalen en is geschikt voor gebruik in situaties die een hoge responsfrequentie of fijne controle vereisen, maar het heeft hogere vereisten voor het ontwerp van het bestuurder en een slechte compatibiliteit. Wanneer u het gebruikt, moet u bevestigen dat de bestuurder de logica van 60 graden commutatie ondersteunt.

 

• Mechanische (fysieke) lay -out

In de werkelijke installatie wordt de Hall -sensor geïnstalleerd volgens de fysieke hoek, zoals een mechanische hoek van 120 graden. Aangezien er echter een conversierelatie is tussen elektrische hoek en mechanische hoek (afhankelijk van het aantal poolparen), moet tijdens de installatie het aantal poolparen van de motor worden overwogen om de mechanische hoek correct in elektrische hoek om te zetten. Bijvoorbeeld: in een 4- poolmotor is de mechanische hoek van 360 graden gelijk aan 720 graden elektrische hoek.

 

• Multi-Hall Array (360 graden detectie)

Geavanceerde toepassingen kunnen meerdere halelementen in een array gebruiken om dichtere magnetische veldbemonstering te bereiken voor borstelloze servosystemen of precisiepositiesystemen. Dit type opstelling kan de hoekresolutie verbeteren, maar de structuur is complex en de kosten zijn hoog.

 

Ongeacht welke opstelling is gekozen, het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het halsignaal een volledige cirkel van de bewegingscyclus van de rotor volledig kan bedekken en de power-on reeks van de wikkelingen kan matchen om een ​​efficiënte werking van de motor te garanderen.

2. Belang van de nauwkeurigheid van de afstemming van de hal effect

De installatiehoek van het Hall -element moet strikt worden gesynchroniseerd met de commutatielogica van de wikkeling. Als de installatiehoekafwijking te groot is, zal de commutatie worden geavanceerd of vertraagd, waardoor de volgende problemen worden veroorzaakt:

• Het motorkoppel neemt af en de efficiëntie wordt lager;
• De stroom fluctueert heftig en de hitte neemt toe;
• Stotteren of instabiliteit treedt op tijdens het opstarten.

Daarom is het in de werkelijke installatie meestal nodig om de signaalgolfvorm te observeren via een speciale uitlijningsarmatuur of oscilloscoop en hoekafschakeling uit te voeren om ervoor te zorgen dat de drie hallsignalen een standaard 120 graden elektrische hoekfaseverschil vertonen.

 

3. Problemen met anti-interferentie en temperatuur drift

De Hall-sensor voert een signaal op laag niveau uit, dat gemakkelijk kan worden beïnvloed door de omgeving. In het motorsysteem moeten ook de volgende punten worden opgemerkt om de betrouwbaarheid te verbeteren:

• EMI -afscherming: de stroomlijn en de halslijn moeten afzonderlijk worden aangesloten, met behulp van afgeschermde kabels en geaard;
• Filteren en bufferen: filtercircuits of anti-interferentiechips kunnen aan de signaallijn worden toegevoegd om valse triggering te verminderen;
• Ontwerp van temperatuurcompensatie: selecteer Hall -elementen met lage temperatuur driftcoëfficiënt, of compenseer de temperatuurveranderingen door software om de stabiliteit onder hoge en lage temperaturen te verbeteren.

 

Door de vorige inleiding tot Hall -sensoren kunnen we zien dat Hall -sensoren een uiterst cruciale rol spelen in borstelloze DC -motoren. De nauwkeurigheid en stabiliteit ervan heeft direct invloed op de commutatie -efficiëntie van de motor, het uitvoeren van stabiliteit en algemene controleprestaties. Daarom is het vooral belangrijk om een ​​borstelloze motorfabrikant te kiezen met volwassen technologie en betrouwbare kwaliteit.

 

VSD is een fabriek die zich richt op het onderzoek en de ontwikkeling en productie van zeer nauwkeurige DC-motoren, en is al lang toegewijd aan de optimalisatie van Hall Control en Electronic Commutation Technology.De borstelloze DC -motorproducten die we bieden worden veel gebruikt in automatiseringsapparatuur, robots, slimme deursloten, elektrisch gereedschap, medische apparatuur en andere velden.

 

Waarom kiezen voor VSD -borstelloze motor

1. Ondersteuning diepe aanpassing om aan verschillende behoeften te voldoen

Of het nu gaat om de locatielay -out van de Hall -sensor, motorische grootte, spanningsbereik of speciale installatiemethode, VSD ondersteunt aangepaste ontwikkelingsservices. We kunnen een unieke borstelloze motoroplossing aanpassen op basis van het specifieke applicatiescenario van de klant om te zorgen voor prestaties, gemakkelijke installatie en systeemcompatibiliteit.

 

2. Miljoenen dollars aan jaarlijkse R & D -investering stimuleert een continue technologische evolutie

VSD blijft elk jaar miljoenen dollars investeren in onderzoek en ontwikkeling. We hebben een ervaren team van tientallen ingenieurs en het grootste R & D -personeel heeft minstens tien jaar ervaring in ons bedrijf. We bevorderen actief intelligent productie en digitaal ontwerp om ervoor te zorgen dat onze producten altijd het toonaangevende niveau in de industrie behouden.

 

3. Strikte fabriekstests om productstabiliteit en betrouwbaarheid te waarborgen

Elke VSD -borstelloze motor die de fabriek verlaat, zal een uitgebreid testproces doorlopen, waaronder Hall -signaalkalibratie, commutatie -golfvormdetectie, operatie -stabiliteitsevaluatie en verouderingstests met hoge en lage temperatuur. Wij zijn ervan overtuigd dat goede producten de basis vormen voor voortdurende samenwerking tussen de twee partijen.

 

Als u op zoek bent naar een borstelloos motorproduct met betrouwbare prestaties, flexibele aanpassing en volledige technische ondersteuning, kies dan VSD. We kijken ernaar uit om een ​​krachtige aandrijfoplossing voor uw project te bieden.