怎么根據(jù)霍爾信號(hào)來(lái)確定定子三相繞組的通電相序？

有很多電機(jī)驅(qū)動(dòng)行業(yè)的同行們?cè)谀玫揭粋€(gè)三相直流無(wú)刷電機(jī)時(shí)，想用方波控制的方式來(lái)控制這個(gè)電機(jī)，但是往往不知道怎么根據(jù)霍爾信號(hào)來(lái)確定定子三相繞組的通電相序，今天我們一起來(lái)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(jī)正常轉(zhuǎn)起來(lái)。

上圖是通過(guò)實(shí)際測(cè)試得出的三相直流無(wú)刷電機(jī)的霍爾信號(hào)跟線(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)（相線(xiàn)跟相線(xiàn)之間的反電動(dòng)勢(shì)）的波形，對(duì)于方波控制來(lái)說(shuō)，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(duì)于帶有傳感器的三相電機(jī)來(lái)說(shuō)，霍爾傳感器是比較常用的位置傳感器，因此使用三個(gè)霍爾傳感器就可以檢測(cè)電機(jī)的位置，那么根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的變化，霍爾信號(hào)會(huì)發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)，因此就可以得出上圖所示的HALLA，HALLB，HALLC對(duì)應(yīng)的波形，我們只需要三個(gè)霍爾信號(hào)的其中一個(gè)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(hào)每隔60度電角度會(huì)發(fā)生一次跳變，經(jīng)過(guò)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(gè)霍爾沿跳變后，三相繞組如何通電？要弄清楚這個(gè)問(wèn)題，大家需要弄清楚以下幾個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題1.拿到一個(gè)新電機(jī)，如何測(cè)量出霍爾信號(hào)跟線(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系？

答：準(zhǔn)備一個(gè)四通道的示波器，三個(gè)通道用于測(cè)量霍爾信號(hào)，另一個(gè)通道分別測(cè)量AC，AB，BC跟霍爾之間的波形。（測(cè)量波形時(shí)需要將電機(jī)通過(guò)其它方式拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)（其它電機(jī)帶動(dòng)、手動(dòng)擰電機(jī)、通電后斷電利用電機(jī)停轉(zhuǎn)前測(cè)量波形））這樣，大家就可以畫(huà)出上圖所示的波形了，得到霍爾信號(hào)跟線(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。

問(wèn)題2.相反電動(dòng)勢(shì)跟線(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系？

答：通過(guò)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(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)和相反電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)和線(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，也就可以知道相反電動(dòng)勢(shì)和霍爾信號(hào)的關(guān)系。同樣可以繪制出相反電動(dòng)勢(shì)跟霍爾信號(hào)的關(guān)系波形，如下圖所示：

問(wèn)題3.相反電動(dòng)勢(shì)跟相電壓的關(guān)系是什么？

答：通過(guò)問(wèn)題2中的圖我們可以知道相反電動(dòng)勢(shì)和霍爾信號(hào)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(hào)跟相電壓的關(guān)系，這樣才能確定出霍爾信號(hào)對(duì)應(yīng)的通電相序。

這里引入電機(jī)等效模型分析，規(guī)定相電流的正方向由相線(xiàn)端a/b/c流入，N端流出，那么我們可以知道反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流流向是相反的，但是當(dāng)我們?cè)谙嗑€(xiàn)端a/b/c施加正向電壓時(shí)，測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)反電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)電壓方向一致，但是電流方向是相反的。這就是相反電動(dòng)勢(shì)跟相電壓的關(guān)系。

問(wèn)題4.怎么通過(guò)相反電動(dòng)勢(shì)跟霍爾信號(hào)的波形關(guān)系確定繞組導(dǎo)通關(guān)系？

答：從問(wèn)題3我們可以知道相反電動(dòng)勢(shì)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(gè)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(guò)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(jī)，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>