無刷電機(jī)位置傳感器的作用及其布局方面的注意事項(xiàng)

本文將介紹“無刷電機(jī)位置傳感器的作用及其布局”相關(guān)的內(nèi)容，這也是在“無刷電機(jī)有傳感器驅(qū)動和無傳感器驅(qū)動的特征及區(qū)分使用”中“無刷電機(jī)有位置傳感器的驅(qū)動”應(yīng)注意的要點(diǎn)。

在無刷電機(jī)使用的位置傳感器通常是磁傳感器（霍爾元件，霍爾IC）。下圖是表示無刷電機(jī)的電機(jī)結(jié)構(gòu)和無刷電機(jī)的傳感器布局的示意圖。該電機(jī)是三相無刷電機(jī)（外轉(zhuǎn)子型），其基本結(jié)構(gòu)由裝有磁體的轉(zhuǎn)子和由電樞（繞組，鐵芯）構(gòu)成的定子組成。

位置傳感器（霍爾元件、霍爾IC）在準(zhǔn)確檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置方面發(fā)揮著重要作用。具體而言，需要將其安裝在圖中所示的位置，以準(zhǔn)確檢測旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子的磁通量Φg。然而，在電機(jī)中，轉(zhuǎn)子的磁通會交鏈電樞，電流流過電樞而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。于是，由流過電樞的電流產(chǎn)生磁通Φa。

為了使位置傳感器能夠準(zhǔn)確地檢測出旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子的磁通量Φg，必須盡可能地避免受到該磁通Φa的干擾。此外，還涉及到用來消除位置傳感器輸出信號中包含的噪聲的磁滯現(xiàn)象（霍爾IC和控制器的特性），無論如何，位置傳感器的布局角度精度（右圖）非常重要。

因此，如何最大程度地減少位置傳感器的檢測誤差，是在無刷電機(jī)位置傳感器的布局設(shè)計(jì)中要注意的關(guān)鍵要點(diǎn)。

霍爾元件/霍爾IC：

使用霍爾效應(yīng)根據(jù)磁通密度輸出電壓的磁傳感器。霍爾效應(yīng)是一種當(dāng)電流流過固體并且垂直于固體表面施加于磁場時(shí)，會在電流方向和磁場方向分別產(chǎn)生垂直方向（正交）的電壓的現(xiàn)象?；魻朓C（也稱為“霍爾傳感器”）由運(yùn)算放大器和數(shù)字轉(zhuǎn)換器等組合而成。

外轉(zhuǎn)子型：

內(nèi)部線圈固定而外部磁軛旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。具有旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量大、對磁體的小型化要求少、線圈容易纏繞等特征。與其相對應(yīng)的是內(nèi)轉(zhuǎn)子型，即外部磁軛固定而內(nèi)部永磁體旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

磁滯現(xiàn)象：

霍爾IC在用于判定磁通密度的閾值中，有工作磁通密度（ON）和恢復(fù)磁通密度（OFF），這兩種閾值之間的差是磁滯。當(dāng)閾值為1時(shí)，會變成一個(gè)鈍感區(qū)，以防止由于閾值附近的磁通量微小變化（包括噪聲等）而導(dǎo)致輸出電壓躍變。

審核編輯：湯梓紅