怎么根據(jù)霍爾信號來確定定子三相繞組的通電相序？

有很多電機驅(qū)動行業(yè)的同行們在拿到一個三相直流無刷電機時，想用方波控制的方式來控制這個電機，但是往往不知道怎么根據(jù)霍爾信號來確定定子三相繞組的通電相序，今天我們一起來討論一下如何準(zhǔn)確的確定出繞組通電順序，保證第一次上電就讓電機正常轉(zhuǎn)起來。

上圖是通過實際測試得出的三相直流無刷電機的霍爾信號跟線反電動勢（相線跟相線之間的反電動勢）的波形，對于方波控制來說，采用的是六步換相方式，也即是每60度電角度更換一次繞組的通電相序，對于帶有傳感器的三相電機來說，霍爾傳感器是比較常用的位置傳感器，因此使用三個霍爾傳感器就可以檢測電機的位置，那么根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的變化，霍爾信號會發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)，因此就可以得出上圖所示的HALLA，HALLB，HALLC對應(yīng)的波形，我們只需要三個霍爾信號的其中一個發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)，就可以切換繞組的通電相序。

從圖中可以知道，霍爾信號每隔60度電角度會發(fā)生一次跳變，經(jīng)過6次換相就是我們經(jīng)常使用的六步換相控制方式。

那么我們今天討論的就是如何確定每個霍爾沿跳變后，三相繞組如何通電？要弄清楚這個問題，大家需要弄清楚以下幾個問題：

問題1.拿到一個新電機，如何測量出霍爾信號跟線反電動勢的關(guān)系？

答：準(zhǔn)備一個四通道的示波器，三個通道用于測量霍爾信號，另一個通道分別測量AC，AB，BC跟霍爾之間的波形。（測量波形時需要將電機通過其它方式拖動旋轉(zhuǎn)（其它電機帶動、手動擰電機、通電后斷電利用電機停轉(zhuǎn)前測量波形））這樣，大家就可以畫出上圖所示的波形了，得到霍爾信號跟線反電動勢的關(guān)系。

問題2.相反電動勢跟線反電動勢的關(guān)系？

答：通過矢量合成的原理，例如Eac = Ea - Ec = Ea + (-Ec)，繪制出矢量合成圖，就可以知道線反電動勢和相反電動勢的關(guān)系，矢量合成圖如下圖所示：

從上圖中可以知道，Ea超前Eac 30度電角度，-Eb超前Eab 30度電角度，-Ec超前Ebc 30度電角度。這樣就可以知道相反電動勢和線反電動勢的關(guān)系，也就可以知道相反電動勢和霍爾信號的關(guān)系。同樣可以繪制出相反電動勢跟霍爾信號的關(guān)系波形，如下圖所示：

問題3.相反電動勢跟相電壓的關(guān)系是什么？

答：通過問題2中的圖我們可以知道相反電動勢和霍爾信號的關(guān)系了，而我們給繞組通電是給繞組上施加電壓，也就是三相如何施加相電壓，所以我們還要找到霍爾信號跟相電壓的關(guān)系，這樣才能確定出霍爾信號對應(yīng)的通電相序。

這里引入電機等效模型分析，規(guī)定相電流的正方向由相線端a/b/c流入，N端流出，那么我們可以知道反電動勢產(chǎn)生的電流流向是相反的，但是當(dāng)我們在相線端a/b/c施加正向電壓時，測量反電動勢，此時反電動勢電壓的方向也是正向的，也就是我們?nèi)ビ^察a/b/c端跟N端，可以知道相電壓跟反電動勢電壓方向一致，但是電流方向是相反的。這就是相反電動勢跟相電壓的關(guān)系。

問題4.怎么通過相反電動勢跟霍爾信號的波形關(guān)系確定繞組導(dǎo)通關(guān)系？

答：從問題3我們可以知道相反電動勢方向跟我們施加相電壓的方向同向，電流方向相反，所以我們可以從上圖直接得出每個霍爾沿跳變之后的繞組通電相序。繞組導(dǎo)通可以用下表表示：

好了，那么本次討論就到這里了，希望通過這次討論，大家能掌握這種確定繞組導(dǎo)通相序的方法，以后不管拿到什么電機，都可以準(zhǔn)確的知道導(dǎo)通相序，這種方法也是比較恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?/p>