霍尔与无刷电机正反转控制笔记

1、 宁波拓茂电机有限公司 霍尔与无刷电机正反转控制一、电机方向CW,CCW表示电动机的运转方向。CW:由输出轴侧观看呈顺时针方向(正转)、CCW:逆时针方向(反转)一般电机的正转是指它所拖动的机械设备，往正常工作的方向运动为正转，如电动车前进为正转，倒退为反转。对电机旋转方向的术语是有国标规定的，只称为顺时针还是逆时针。见国标规定：GB1971.如果只有一个轴伸,或不同直径的两个轴伸,从轴伸端看对两个轴伸的看大直径端；如果有两个相同直径轴伸的,或者没有轴伸,则从有换向器或滑环端看；如果一端有换向器而另一端有滑环,则从滑环端看.电动机的转向是顺时针的称顺时针旋转,逆时针的称逆时针旋转.】二、霍尔信

2、号无刷电机采用锁存型霍尔传感器，一般要求霍尔标志面朝向转子永磁铁放置，这样当正对永磁体的S极时，其输出为逻辑0，当朝向N极时，其输出改变为逻辑1。霍尔信号线颜色为: 红色(正)、黑色(负)、黄色(HA)、绿色(HB)、蓝色(HC)计算霍尔值时，HA HB HC从高到低依次排列，HA在高位 HC在低位霍尔信号HA的上跳沿决定A相开始正向导通和C相正向导通的结束。霍尔信号HA的下跳沿决定A相开始反向导通和C相反向导通的结束。A相正向导通的结束由霍尔信号HB的上跳沿决定。A相反向导通的结束由霍尔信号HB的下跳沿决定。三、六步换相法两相导通六步换相法(方波驱动)驱动原理 (六步通电顺序)1.A+B-

3、2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5.B+C- 6.A+C-按1-2-3-4-5-6顺序通电，绕组产生磁场顺时针旋转，吸引电机转子顺时针旋转按1-6-5-4-3-2顺序通电，绕组产生磁场逆时针旋转，吸引电机转子逆时针旋转注 1: 本例绕组ABC是按逆时针排列的，按1-6通电是正转，按6-1转是反转。 2: 若绕组ABC改为顺时针排列，则还按上述控制，正反转刚好逆转。加入霍尔传感器(或借助反电动势)，获得位置信号后，就可从正转/反转的HALL值-驱动值对照表取得下标号，再转从驱动值表中读取驱动值输出，实现借助位置信号，实现正转或反转驱动输出换相实例一 120排列霍尔对应的换相表(霍尔值域

4、：5-4-6-2-3-1)正转(CW 顺时针)换相: A+B- A+C- B+ C- B+A- C+A- C+B- (HALL排列正确的话，霍尔应按5-4-6-2-3-1 次序变化)反转(CCW 逆时针)换相: B+C- A+C- A+B- C+B- C+A- B+A-(HALL排列正确的话，霍尔应按1-3-2-6-4-5 次序变化)补充说明:A：按上面所列换相顺序能实现预期的正转和反转是基于ABC绕组顺时针排列，否则会出现正反转互换(就是前面驱动原理示例中情况)。实例二同。B：反转控制的要点-在已经建立正转HALL值-驱动值对应表情况下，在反转时，根据当前霍尔值，取其7的互补值，到正转HAL

5、L值-驱动值对应表查出驱动值驱动即可，具体可用下面定义来实现：#ifdef BLDC_HALL_ABCuint8 Tab_StaHolZen=0,3,1,5,4,6,2;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,6,2,3,1,5;/反转 #endif /BLDC_HALL_ABC(比如反转时HALL值1，从xxxFan表中查得下标5, 与正转时互补值6，从xxxZen表中查得的下标5是一致的，即都是调用驱动表中同一位置5的值)C：若霍尔信号次序定义不准确，可直接换成各自对应的HALL值表来快速调用驱动表值，如下所列/-CAB-#ifdefBLDC_HALL_CABuint8 T

6、ab_StaHolZen=0,5,4,6,2,3,1;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,2,3,1,5,4,6;/反转#endif /BLDC_HALL_CAB/-CBA-#ifdef BLDC_HALL_CBAuint8 Tab_StaHolZen=0,6,4,5,1,3,2;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,1,3,2,6,4,5;/反转 #endif /BLDC_HALL_CBA/-ACB-#ifdef BLDC_HALL_ACBuint8 Tab_StaHolZen=0,3,2,6,4,5,1;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,

7、5,1,3,2,6;/反转 #endif /BLDC_HALL_ACB/-ABC-#ifdef BLDC_HALL_ABCuint8 Tab_StaHolZen=0,3,1,5,4,6,2;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,6,2,3,1,5;/反转 #endif /BLDC_HALL_ABC/-BAC-#ifdef BLDC_HALL_BACuint8 Tab_StaHolZen=0,5,1,3,2,6,4;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,2,6,4,5,1,3;/反转 #endif /BLDC_HALL_BAC/-BCA-#ifdef BLDC_H

8、ALL_BCAuint8 Tab_StaHolZen=0,6,2,3,1,5,4;/正转 uint8 Tab_StaHolFan=0,1,5,4,6,2,3;/反转 #endif /BLDC_HALL_BCAD: 120HALL状态与PWM、反电动势、相电流的关系驱动管的编号采用(推荐)上管 T1 T3 T5 下管 T4 T6 T2 (120HALL状态与PWM、反电动势、相电流的关系图)换相实例二 60排列霍尔对应的换相表(霍尔值值域：4-0-1-3-7-6)正转(CW 顺时针)换相: A+C- A+B- C+B- C+A- B+A- B+C- (HALL排列正确的话，霍尔应按1-0-4-6

9、-7-3 次序变化)反转(CCW 逆时针)换相: C+B- A+B- A+C- B+C- B+A- C+A- (按7补数推得) (HALL排列正确的话，霍尔应按3-7-6-4-0-1 次序变化) 四、霍尔角度的示波器实测紫色是某根相线的反电动势，黄、绿、蓝线分别是HAHBHC霍尔信号。理想的情况下，某路的霍尔信号是延后对应相反电动势过零点30。HA霍尔信号延后 A线反电动势 41HB霍尔信号延后 B线反电动势 38HC霍尔信号延后 C线反电动势42附录资料：不需要的可以自行删除电气设备系统布线规范1目的和分类 1.1 合适的布线（包括线缆选择与布敷、屏蔽连接与工艺）可以有效地减少外部环境对信号

10、的干扰以及各种线缆之间的相互干扰，提高设备运行的可靠性。同时，也便于查找故障原因和维护工作，提高产品的可用性。 1.2线缆大致分成以下几种类型： A类：敏感信号线缆 B类：低压信号线缆 D类：辅助电路配电电缆 E类：主电路配电电缆 1.3 A类 指各种串行通信（如以太网、RS485等）电缆、数据传输总线、ATC天线和通信电缆，无线电、以及各类毫伏级（如热电偶、应变信号等）信号线。 1.4 B类 指5V、15V、24V、010mA、420mA等低压信号线（如各种传感器信号、同步电压等）以及广播音频、对讲音频电缆。 1.5 D类 指220/400V、连接各种辅助电机、辅助逆变器的电缆。 1.6 E

11、类 指额定电压3kV（最大3600V）以下，500V以上的电力电缆。1.7 这4类信号中，就易被干扰而言，按AE的顺序排列，A类线最易被干扰；就发射的电磁骚扰而言，按EA的顺序排列，E类发射的骚扰最强。 2线缆选择的基本原则 2.1 应选择阻燃、无卤（或低卤）、无毒的绝缘线缆，线缆应具备良好的拉伸强度、耐磨损性和柔软性，以适应振动冲击的环境。 2.2 根据信号的电压等级、额定电流、预期短路电流、频率、环境条件、电磁兼容性要求及预期寿命来选择电缆的型号和规格。线缆应符合TB/T 1484的要求。 2.3 配电电缆截面积按发热条件选择，负载电流必须小于允许载流量（安全载流量）。 2.4 电缆以线芯

12、长期允许工作温度分成：A组（不超过100）和B组（不超过125）。 2.5 交流系统中，电缆的额定电压至少应等于系统的标称电压；直流系统中，该系统的标称电压应不大于该电缆额定电压的1.5倍。 2.6 T同轴电缆的抗干扰性能较好，传输距离长，可用作视频、射频信号的电缆。2.7 铜母线一般应根据GB 5584.2及GB5585.2，选择采用TBY、TBR型扁铜线及TMY、TMR型铜母线。 2.8 对于A类和B类应采用双绞屏蔽电缆，A类中的通信线必要时可采用光纤。 2.9 T配电电缆宜用屏蔽电缆，以防止对外部的辐射干扰。 3布线的基本要求 3.1 电气设备的布线应符合设计规定的电路图及装置布线图要求

13、。 4电子装置的布线 4.1 布线原则 4.1.1机车电子装置内两接线端子间电线不允许剪接。 4.1.2导线穿过金属板（管）孔时，应在板（管）孔上装有绝缘护套（出线环或出线套）。 4.1.3导线弯曲时，过渡半径应为导线直径的3倍以上，导线束弯曲时也应符合该要求，并圆滑过渡。 4.1.4电线和各接线端子、电气设备及插头插座连接时，要留一定的弧度，以利于解连和重新连接。 4.1.5 导线连接原则上应通过接头，视具体情况采用压接、焊接、插接、绕接等方式。 4.1.6除绕接线外，每根导线两端必须有清晰牢固的线号，线号套管在导线上不易移动，视看方便，至少要保持一个大修期。 4.1.7电线槽安装应牢固，导

14、线要用扎线带、线卡等以适当间隔可靠固定，防止振动造成损伤。 4.1.8电线电缆出入线槽、线管时必须加以保护，管口应加绝缘套（有油处应耐油）或用绝缘物包扎。 4.1.9对外有一定干扰或自身需防止干扰的信号，在对外布线及装置内部布线时需采用屏蔽线，屏蔽层应接至机箱外部的专用接地母排或通过连接器外壳接至机箱箱体上。 4.1.10 T插体箱内部各电路板间的连接宜采用绕接或插接布线。在布线密度过高时宜采用背板工艺方式。 4.1.11所有绕接布线起码应符合IEC 60352-1规定的改进型。同一位置不能既有焊接又有绕 接。绕接线应适合于选定的绕接工序，且至少应紧绕3匝以上。 4.1.12设计绕接布线时应考

15、虑同一针上最多绕接3根导线。 4.1.13在插件箱布线时，对A、B、C三类信号要分区走线，尽量减少C类对A、B类的干扰。C类中的电源线宜用双绞线插接布线，脉冲信号线应用双绞线绕接。A类应用双绞线最后绕接并避开C类导线。 4.1.14多芯电缆应留有10%或至少2根备用绝缘线芯。连接器中应留有相应数量的备用接点。 4.1.15 T蓄电池供电电缆的分支应尽可能地靠近蓄电池。 4.2电子装置中使用的接头应符合TB/T 1507-93中第7章的要求。插头及插座应符合TB/T15082005中5.6条的规定。 4.3 线槽的出口边缘必须光滑，不得有尖角和毛刺。 4.4电线绑扎及固定 4.4.1在金属扎线杆

16、、板的所有长度上，应用绝缘带半叠绕一层后再扎线。叠绕方向由下至上（水平方向叠绕除外）。 4.4.2电子装置中的电线和线束，在扎线杆、板端部、分岔线束根部及线束拐弯处均应有束带紧固。其它区段视情况可以连续包扎，也可以分段绑扎，但分段间隔不超过200mm。 4.4.3 线卡或绑扎带应有足够的电气强度和机械强度。 4.4.4 T电源滤波器的进线宜单独走线，不宜与出线绑扎在一束中。 4.5线号 4.5.1 线号标记可采用下列形式之一： 线号的数字； 连接处的电气设备项目代号与端子代号的组合。 4.5.2 线号的标注为机械制图标注法，具体见TB/T 15082005第5.4.8款。 4.5.3 线号应固

17、定在线适当位置，不得因振动而丢失。 5E类、D类的布线 5.1安全措施 5.1.1 电气设备外壳必须有良好的接地。 5.1.2 电气设备应具有GB 4208规定的IP 32级以上的防护等级。 5.1.3 带有插座输出的电路应有防止相关人员接近的安全保护措施。 5.1.4 对有大电容器的设备必须有在电容放完电后才允许接近的措施。 5.2铜母线及其连接 5.2.1 母线落料、钻孔和冲孔后，应去毛刺。 5.2.2铜母线、扁铜线平弯时，弯曲内半径不小于窄边宽度；扁弯时弯曲内半径不小于母线宽边宽度。 5.2.3 母线焊接处的焊缝必须牢固、均匀、无虚焊、裂纹、气泡和夹渣等现象。 5.2.4 母线应平整、调

18、直，表面不得有高于1mm的折皱。母线弯制后不应有裂纹或裂口。 5.2.5母线和母线连接处，母线与电器端子连接处的连接长度不小于铜排的宽度，并应采用镀（搪）锡、镀银等防电化腐蚀措施。对铜母线的其余部分可以采用镀（搪）锡、刷油漆、包扎绝缘等防护措施。 5.2.6 母线和母线、母线和电器端子连接处应平整、密贴。必要时可采用接合电阻等方法检查。 5.2.7 母线和母线间的电气间隙和爬电距离应符合TB/T 1508的规定。 5.2.8 连接应做到安全和接触可靠，在容易接触到雾滴的连接处，要有可靠的防水措施。 5.3 电线电缆的弯曲半径应满足以下要求且应圆滑过渡： 当电缆直径小于或等于10mm时，不小于电

19、缆外径的2倍； 当电缆直径大于10mm而小于20mm时，不小于电缆外径的4倍； 当电缆直径大于20mm时，不小于电缆外径的6倍。 5.4 电缆接头应按照TB/T 1507中7.17.4条的规定，根据电缆的截面选用。 5.5布线原则 5.5.1 E类电缆应远离A、B类电缆至少0.5m，离C类电缆0.4m，离D类电缆0.3m。各类电缆应分束、分槽布线。 5.5.2 T如果不同类的电缆发生交叉，电缆与电缆之间宜成直角。 5.5.3应注意使电缆尽量远离发热器件。 发热温度在100以内的发热器件，电线与之距离需20mm； 发热温度在100300的发热器件，电线与之距离需30mm； 发热在300以上，如无

20、隔热、防火措施者，电线与之距离需80mm；如有隔热、防火措施，则以实际可能的温度考虑。达不到此距离时，允许穿瓷套来解决。 5.5.4电缆可以采用线槽、线管，也可以裸露布线。线槽管的端部以及电线引出口不得浸漏油、水。裸露布置的电线必须充分注意不得浸入油、水。 5.5.5 电缆布线经过设备柜体上金属隔板的孔应不影响柜体的强度。 5.5.6 穿入线管的高压电缆，外径面积之和不应超过线管内孔截面积的60%（一根电线的可以例外） 5.5.7 高压电缆两端接线应采用接头压接（与接插件相连者除外），符合TB/T 1507中7.5条的规定。 5.5.8 T干线与支线连接宜采用接线座，4mm2以下电线电缆可采用

21、焊接形式。 5.5.9 每个螺栓接线座（端子）上接线数： 用于供电连接时，不应超过2根； 用于控制和接地连接时，不应超过4根。 5.5.10导体标称截面积16mm2的单芯或多芯电缆敷设在机车车辆上时，备用长度不宜太长，但在每一端留有的备用长度应允许进行至少3次的重新端接。 5.6布线工艺 5.6.1 两接线端子间电缆不允许剪接，电缆应在接线端子或电器接线处连接。 5.6.2 与接线端子相连的电线电缆，剥线长度按TB/T 15071993的规定，剥线时线芯不应有损伤、断股现象。 5.6.3 电线管、槽安装应牢固、电缆要用扎线带、线卡等以适当间隔可靠固定，防止振动造成损伤。 5.6.4电线电缆出入

22、线槽、线管及穿过金属隔板的孔、口时，必须加以防护。所有各孔、管口应加绝缘套（有油处应耐油）或用绝缘物包扎。 5.6.5在金属扎线杆的所有长度上，应用塑料带或绝缘带叠绕，叠绕方向应由下至上（水平方向叠绕除外） 5.6.6 电缆绑扎应紧固整齐、横平竖直、外形美观。 5.6.7电缆束中，各电缆应平整，电缆（束）在扎线杆（板）端部、分岔电缆束根部、电缆束拐弯处均应有束带紧固。其它区段可用束带进行连续或分段绑扎，但分段间隔不超过200mm。 5.6.8电缆与接线端采用螺纹式接线座连接时，接线柱对电线电缆的最低保持力应符合工艺文件的规定。 5.7线号标记 5.7.1每根电缆两端必须有牢固的线号，每个插头、

23、座，每个接线座（端子）上或安装装置处必须有清晰牢固的代号标记；铜母线要打钢印号码。导线标记至少要保持一个大修期。 5.7.2线号套管或线号标牌在电缆上应不易移动、视看方便，线号标注方法为机械制图标注法，详见TB/T 15082005第5.4.8款。 6A、B类的布线 6.1 A、B类布线除下面特殊要求外，其余可参照第4章电子装置的布线。 6.2 A类中通信线的选择 6.2.1各种专用于通信的通信线，如总线RS485、RS422、CAN 、RS232C等，应符合TB/T 1484.3通信网络用电缆的规定。 20.75mm2双绞屏蔽电缆（带护套） 120.5mm210.5mm2三芯屏蔽电缆（带护套

24、） 其它通信线可根据频率来选择各种双绞屏蔽电缆或同轴电缆。 6.2布线原则 6.2.1 A、B类电缆至少离C类0.1m、离D类0.2m、离E类0.5m。对于个别确有困难达到上述要求时，必须用普列卡钢质软管、金属管、线槽或其它措施加强屏蔽，隔离体要单独接地，接地线长度应小于1m。 6.2.2 T如果不同类的电缆发生交叉，电缆与电缆之间宜成直角。 6.2.3 A类线应尽量布置在单独的线槽或钢管内，它不得与60V以上的控制线敷设在同一管道内，钢管两端应接地。 6.2.4 通信线的弯曲半径不得小于5倍电缆外径。 6.2.5 通信线应采用压接工艺通过插头插座连接。 6.2.6在两个插头（座）之间通信线必

25、须连续，禁止任何中间的连接，以减少通信信号的损失。 6.2.7 通信线的最末两端应接端接器，其阻值必须与通信线的特性阻抗匹配。 6.4 WTB列车总线 6.3光纤布线 6.3.1光缆布放前，其两端应贴有标签，标明起始和终端位置，标签应书写清晰、端正和正确。 6.3.2布放光缆应平直，不得产生扭绞、打圈现象，不应受到外力挤压和损伤。布放中应手持电缆以免光纤受力。 6.3.3 光纤弯曲半径不小于100mm。 6.3.4 光纤的长度是预估的，对于长了的光纤，可在适当地方束起来，但要注意弯曲半径。 6.3.5光纤的插头及星耦器，插件上的插座都有保护盖，以防光路污染。连接时应取下保护盖，并保存好保护盖，

26、以便以后拆卸时仍可以保护。 技术要求（一）、操作面板1、操作面板的位置要合适，便于操作及操作者观察设备运行情况。2、指示灯要求设置齐全，不同功能的指示灯，使用不同颜色。具体要求为：电源指示灯绿色，状态灯黄色，故障灯红色。3、按钮开关设置齐全，能够独立运行的部件，都应有相应的手动操作按钮。4、急停按钮采用红色蘑菇头自锁按钮，连接常闭点。5、操作面板上的指示灯、按钮开关等，要有明确的名称指示标牌,并要可靠固定。标牌采用金属刻字标牌。6、设备自动运行时，在任何位置，按停止键设备停止后，都能用手动操作恢复到初始状态，并继续自动运行。7、设备急停后，必须进行复位，才能进行手动操作；恢复到原位后，工作设备

27、才可以再次自动运行。8、操作面板打开时，应有防止操作面板打开过位、脱落的保护装置；操作面板的电线引线要可靠固定，并在打开过程中移动部位留有一定长度的余量。9、操作台箱体结构、元件布置结构应便于维修及部件更换。10、可移动式操作台必须单独内置或外置软地线。11、对灰尘、水气、油污比较大的环境，操作台箱体要有良好的密封设施。（二）、控制柜1、控制柜要有标牌，标明设备型号、电气容量等技术参数。2、控制柜应有电源总开关，电源总开关操作手柄应设置在控制柜两端外侧。3、控制柜应装射照明灯。4、控制柜应有插座，2线，3线220V、5A以上的电源插座各一组。5、控制柜的各个元件应有永久性标牌，并应与图纸的名称

28、一致。标牌位置不能贴在元件上，应就近合理布置。6、控制柜元件布置位置应预留10%以上位置。7、接线端子板的同一端子位置，最多接3根电线。8、接线端子板要预留10%以上备用端子。9、导线接点要压接专用接线端子，不得直接和端子板或元件连接。10、备用线应预留10%以上，并标有备用线号。11、控制柜元件固定方式要合理，便于拆装；不允许采用螺丝、螺母穿孔固定方式。12、电气配线应有标号，并与图纸一致。标号要求为打印方式，长期使用不脱色，并能防水、防油。另外，同一电线两端的标号必须相同，接到同一端子上的电线的标号相同。13、控制柜的铁板厚度要保证强度,根据控制柜的大小,厚度要求不同。但一般铁板厚度要大于1.0-1.2mm。14、控制柜的颜色为兰色或深灰色。15、移动、运转装置的急停、安全装置等互锁信号，要求必须有继电器等硬件触点互锁，不能只有软件（PLC程序等）互锁。16、电箱必须有可靠的接