Bezszczotkowy czujnik Halla silnika prądu stałego

W przeciwieństwie do szczotkowych silników prądu stałego, bezszczotkowe silniki prądu stałego wykorzystują komutację elektroniczną. Aby obrócić silnik bezszczotkowy, stojan musi być zasilany w określonej kolejności, dlatego musimy znać położenie wirnika, aby zasilać odpowiednie cewki stojana w tej kolejności. Położenie stojana jest wykrywane przez czujniki Halla wbudowane w stojan. Zwykle wokół ścieżki obrotu wirnika rozmieszczone są 3 czujniki Halla. Ilekroć biegun magnetyczny wirnika przejdzie przez element Halla, element Halla wygeneruje odpowiedni poziom wysoki lub niski, w zależności od aktualnej polaryzacji wirnika. W ten sposób wymagany jest jedynie czas oparty na poziomach generowanych przez trzy elementy Halla. Można ocenić aktualne położenie wirnika i odpowiednio zasilić uzwojenia stojana.

Efekt Halla: Kiedy przewodnik pod napięciem zostanie umieszczony w polu magnetycznym, ładunki w przewodniku gromadzą się po jednej stronie przewodnika w wyniku siły pola magnetycznego. Efekt ten jest jeszcze bardziej wyraźny, gdy cienkie, płaskie przewodniki przewodzące prąd zostaną umieszczone w polu magnetycznym, łącząc w ten sposób jedną stronę. Przewodnik ładunku zniesie wpływ pola magnetycznego. Akumulacja ładunku po jednej stronie przewodnika powoduje powstanie napięcia po obu stronach przewodnika. Zjawisko to nazywane jest efektem Halla. EH Hall odkrył to zjawisko w 1879 roku. Stąd nazwa.

Element Halla umieszczony jest w ustalonej pozycji silnika. Umieszczenie elementu Halla na stojanie silnika jest bardziej skomplikowane, ponieważ wymiary elementu Halla mogą nie odzwierciedlać dokładnie jego umiejscowienia, jeśli jest on umieszczony niestycznie do pola magnetycznego wirnika. Mając na uwadze powyższe względy, aktualne położenie wirnika, w celu uproszczenia montażu elementów Halla, na wirniku silnika zazwyczaj montowane są redundantne magnesy. Magnes ten jest specjalnie używany do wykrywania elementu hali, dzięki czemu może wykryć magnes wirnika. Aby uzyskać ten sam efekt, element Halla jest zwykle umieszczany na płytce drukowanej zgodnie z obwodem i wyposażony w pokrywę regulacyjną, dzięki czemu użytkownik może łatwo dostosować położenie elementu Halla zgodnie z kierunkiem pole magnetyczne, aby mógł pracować w jak najlepszym stanie.

Zakres napięcia elementu Halla wynosi od 4 V do 24 V, a zakres prądu wynosi od 5 mA do 15 mA. Dlatego rozważając sterownik, należy wziąć pod uwagę wymagania prądowe i napięciowe elementu Halla. Ponadto kolektor wyjściowy elementu Halla jest obwodem otwartym i do użycia wymagany jest rezystor podciągający. Dla każdej komutacji jeden zestaw uzwojeń jest zasilany w kierunku do przodu; drugi zestaw jest zasilany w przeciwnym kierunku. Trzecia grupa nie była zasilana. Pole magnetyczne magnesów trwałych wirnika oddziałuje z polem magnetycznym generowanym przez stalowe płytki stojana, generując moment obrotowy. Teoretycznie, gdy kąt między dwoma polami magnetycznymi wynosi 90 stopni, wygenerowany zostanie większy moment obrotowy. Kiedy dwa pola magnetyczne pokrywają się, moment obrotowy staje się zerowy. Aby wirnik obracał się w sposób ciągły, pole magnetyczne stojana musi zmieniać się sekwencyjnie, tak jak pole magnetyczne wirnika zawsze podąża za polem magnetycznym wirnika. stojan.