霍爾效應(yīng)傳感器在直流電機(jī)中的作用是什么？
直流電機(jī)可以是機(jī)械換向的有刷型，也可以是電換向的無刷型。在無刷直流(BLDC)電機(jī)中，霍爾效應(yīng)傳感器用于代替機(jī)械換向器和電刷。
霍爾效應(yīng)傳感器是固態(tài)磁場傳感器。他們的工作原理是，當(dāng)將有電流流過的導(dǎo)體置于磁場中時，磁場會在電荷載流子上感應(yīng)出橫向（或側(cè)向）力，將它們推向?qū)w的兩側(cè)——負(fù)為一一邊和積極的另一邊。導(dǎo)體兩側(cè)的這種電荷積累會感應(yīng)出電壓。這種效應(yīng)被稱為霍爾效應(yīng)，以其發(fā)現(xiàn)者埃德溫霍爾的名字命名。
換向的目的，無論是機(jī)械換向還是電氣換向，都是按照一定的順序給定子繞組通電，一個繞組正極，一個負(fù)極，第三個繞組斷電。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生是由定子磁場與轉(zhuǎn)子永磁體之間的吸引力和排斥力引起的。當(dāng)這兩個場彼此成90度角時，可實現(xiàn)最大扭矩，并且當(dāng)它們對齊時扭矩會減小。因此，為了保持電機(jī)轉(zhuǎn)動，定子磁場應(yīng)該隨著轉(zhuǎn)子磁場“追上”而改變位置。
為了給正確的定子繞組通電，必須知道轉(zhuǎn)子位置。這就是霍爾效應(yīng)傳感器的工作——監(jiān)測轉(zhuǎn)子的位置。BLDC電機(jī)通常在定子或轉(zhuǎn)子上安裝三個霍爾效應(yīng)傳感器，并使用所謂的六步換向。當(dāng)轉(zhuǎn)子通過傳感器時，它會產(chǎn)生高電平或低電平信號，以指示通過了哪個轉(zhuǎn)子極（N或S）。三個霍爾效應(yīng)傳感器的這種切換（從高到低或從低到高）每60度提供一次轉(zhuǎn)子位置信息。
60°乘以六步等于360°或一整圈。因此，術(shù)語六步換向。
在六步換向中，三個繞組（U、V、W）中的每一個都為正、負(fù)或關(guān)斷，具體取決于三個霍爾效應(yīng)傳感器中的每一個是處于高態(tài)還是低態(tài)。
霍爾效應(yīng)傳感器是確定BLDC電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的最常用方法，因為它們成本低且易于與轉(zhuǎn)子的永磁體配合使用。由于換向以60度為增量進(jìn)行，因此不需要高分辨率感測和輸出。
