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霍尔电流传感器电机中应用和芯片选择

  上世纪八十年代中期,三相反应式步进电机在我国开始得到应用,其各种驱动电路中,斩波恒流型较为理想,每相通过一个电阻进行电流采样,与给定电流值比较,产生斩波信号,十年后,两相混合式步进电机微步驱动趋于成熟,每相绕组采用H桥拓扑结构,每相电流仍然通过一个电阻进行采样。

  近十年,无刷交流电机即永磁同步电机和异步电机的磁场定向控制越来越多,相电流反馈信号是转矩控制和磁场定向的主要霍尔电流传感器变量,对Y接法的三相绕组,需要两个电流传感器采样任何两相电流,采用信号通常需要和相电流隔离。

  传感器和电机,驱动器,控制器构成运动控制系统或传动系统,电流传感器是电机驱动和控制中较常用的传感器,铂金火花塞,其输出信号用作保护,反馈等功能,在电机的无传感器控制中,电流传感器更是必不可少的元件,电流信号用来计算磁场位置,磁链,转矩等物理量,在不同种类的电机甚至同一种类但不同相霍尔电流传感器数电机的驱动器中,传感器的种类和所处位置也是不同的电压传感器。

  我们平时使用的电动自行装有车用的直流无刷电机的转子,它是由30到40块钕铁硼磁钢构成的,由于钕铁硼磁钢的表面磁场强度超过500mT,电动自行车用的直流无刷电机里的位置传感器特别适合采用硅霍尔传感器,硅霍尔传感器的制造工艺可以与集成电路芯片工艺流程完全兼容,这样,硅霍尔传感器后续的信号处理电路,包括前置放大器,施密特触发器和集电极开路输出级可以方便地集成在同一个硅片上,形成霍尔集成电路芯片。

  可以用作直流无刷电机位置传感器的霍尔传感器芯片分为开关型和锁定型两种,对于电动自行车电机而言,这两种霍尔传感器芯片都可以用来精确测量转子磁钢的位置,根据实验比较版权所有,用这两种霍尔传感器芯片制备的直流无刷电机的性能,包括电机的输出功率,效率和转矩等没有任何差别,并可以兼容相同的电机控制器,霍尔电流传感器。

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