霍尔无刷电机教案课件

霍尔无刷电机霍尔无刷电机12022/12/202霍尔特斯拉计霍尔元件第1页/共31页2022/12/192霍尔特斯拉计霍尔元件第1页/共31页2022/12/203霍尔高斯计（特斯拉计）的使用

霍尔元件磁铁第2页/共31页2022/12/193霍尔高斯计（特斯拉计）的使用霍尔元件2022/12/204霍尔传感器用于测量磁场强度

霍尔元件测量铁心气隙的B值第3页/共31页2022/12/194霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔元件测2022/12/205霍尔转速表

在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。SN线性霍尔磁铁第4页/共31页2022/12/195霍尔转速表在被测转速的转轴2022/12/206霍尔转速表原理

当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。第5页/共31页2022/12/196霍尔转速表原理当齿对准霍尔2022/12/207霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用

若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。带有微型磁铁的霍尔传感器钢质霍尔第6页/共31页2022/12/197霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS2022/12/208霍尔转速表的其他安装方法

只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。霍尔元件磁铁第7页/共31页2022/12/198霍尔转速表的其他安装方法2022/12/209霍尔式无触点汽车电子点火装置

采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。

汽车点火线圈高压输出接头12V低压电源输入接头第8页/共31页2022/12/199霍尔式无触点汽车电子点火装置霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理

采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图

1-触发器叶片

2-槽口

3-分电器转轴

4-永久磁铁

5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）

a）带缺口的触发器叶片

b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系c）叶片位置与点火正时的关系

第9页/共31页霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理采用霍尔式10霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）

当叶片遮挡在霍尔IC面前时，PNP型霍尔IC的输出为低电平，晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形式储存在点火线圈的铁心中。

汽车电子点火电路及波形

1—点火开关2—达林顿晶体管功率开关3—点火线圈低压侧4—点火线圈铁心5—点火线圈高压侧

6—分火头

7—火花塞

a）电路

b）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形

当叶片槽口转到霍尔IC面前时，霍尔IC输出跳变为高电平，经反相变为低电平，达林顿管截止，切断点火线圈的低压侧电流。由于没有续流元件，所以存储在点火线圈铁心中的磁场能量在高压侧感应出30~50kV的高电压。

第10页/共31页霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）当叶片遮挡在112022/12/2012汽车电子点火装置使用的点火控制器、霍尔传感器及点火总成磁铁点火总成第11页/共31页2022/12/1912汽车电子点火装置使用的2022/12/2013霍尔式无刷电动机

霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。普通直流电动机使用的电刷和换向器第12页/共31页2022/12/1913霍尔式无刷电动机霍尔式2022/12/2014无刷电动机在电动自行车上的应用

电动自行车可充电电池组无刷电动机第13页/共31页2022/12/1914无刷电动机在电动自行车上的应用电动2022/12/2015无刷电动机在电动自行车上的应用

无刷直流电动机的外转子采用高性能钕铁硼稀土永磁材料；三个霍尔位置传感器产生六个状态编码信号，控制逆变桥各功率管通断，使三相内定子线圈与外转子之间产生连续转矩，具有效率高、无火花、可靠性强等特点。第14页/共31页2022/12/1915无刷电动机在电动自行车上的应用2022/12/2016电动自行车的无刷电动机及控制电路

去速度控制器

利用PWM调速第15页/共31页2022/12/1916电动自行车的无刷电动机及控制电路2022/12/2017光驱用的无刷电动机内部结构第16页/共31页2022/12/1917光驱用的无刷电动机内部结构第16页/2022/12/2018霍尔式接近开关

当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。第17页/共31页2022/12/1918霍尔式接近开关当磁铁的2022/12/2019霍尔式接近开关

用霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料的检测，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。

在右图中，当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时，霍尔IC的输出由高电平变为低电平，经驱动电路使继电器吸合或释放，控制运动部件停止移动（否则将撞坏霍尔IC）起到限位的作用。第18页/共31页2022/12/1919霍尔式接近开关用霍尔I霍尔式接近开关用于转速测量演示n=60f4(r/min)软铁分流翼片

开关型霍尔ICT第19页/共31页霍尔式接近开关用于转速测量演示n=60f4(r/min)软铁202022/12/2021霍尔电流传感器

将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。第20页/共31页2022/12/1921霍尔电流传感器将被测电流2022/12/2022霍尔电流传感器演示铁心线性霍尔IC

EH=KHIB

I所实现的多媒体界面：I第21页/共31页2022/12/1922霍尔电流传感器演示铁心线性霍尔IC2022/12/2023其他霍尔电流传感器第22页/共31页2022/12/1923其他霍尔电流传感器第22页/共32022/12/2024其他霍尔电流传感器（续）第23页/共31页2022/12/1924其他霍尔电流传感器（续）第23页/共2022/12/2025霍尔钳形电流表（交直流两用）压舌豁口第24页/共31页2022/12/1925霍尔钳形电流表（交直流两用）压舌豁口2022/12/2026霍尔钳形电流表演示直流200A量程被测电流的导线未放入铁心时示值为零70.9A第25页/共31页2022/12/1926霍尔钳形电流表演示直流200A量程被钳形表的环形铁心可以张开，导线由此穿过霍尔钳形电流表演示霍尔钳形电流表演示霍尔钳形电流表演示70.9A第26页/共31页钳形表的环形铁心可以张开，导线由此穿过霍尔钳形电流表演示272022/12/2028霍尔钳形电流表的使用被测电流的导线从此处穿入钳形表的环形铁心手指按下此处，将钳形表的铁心张开将被测电流导线逐根夹到钳形表的环形铁心中第27页/共31页2022/12/1928霍尔钳形电流表的使用被测电流的导线从2022/12/2029霍尔钳形电流表的使用（续）

叉形钳形表漏磁稍大，但使用方便

用钳形表测量电动机的相电流第28页/共31页2022/12/1929霍尔钳形电流表的使用（续）叉形钳形2022/12/2030霍尔式电流谐波分析仪

被测电流的谐波频谱铁心的开合缝隙

铁心的杠杆压舌第29页/共31页2022/12/1930霍尔式电流谐波分析仪被测电流的谐2022/12/2031出去活动一下第30页/共31页2022/12/1931出去活动一下第30页/共31页2022/12/2032感谢您的观看。第31页/共31页2022/12/1932感谢您的观看。第31页/共31页霍尔无刷电机霍尔无刷电机332022/12/2034霍尔特斯拉计霍尔元件第1页/共31页2022/12/192霍尔特斯拉计霍尔元件第1页/共31页2022/12/2035霍尔高斯计（特斯拉计）的使用

霍尔元件磁铁第2页/共31页2022/12/193霍尔高斯计（特斯拉计）的使用霍尔元件2022/12/2036霍尔传感器用于测量磁场强度

霍尔元件测量铁心气隙的B值第3页/共31页2022/12/194霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔元件测2022/12/2037霍尔转速表

在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。SN线性霍尔磁铁第4页/共31页2022/12/195霍尔转速表在被测转速的转轴2022/12/2038霍尔转速表原理

当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。第5页/共31页2022/12/196霍尔转速表原理当齿对准霍尔2022/12/2039霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用

若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。带有微型磁铁的霍尔传感器钢质霍尔第6页/共31页2022/12/197霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS2022/12/2040霍尔转速表的其他安装方法

只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。霍尔元件磁铁第7页/共31页2022/12/198霍尔转速表的其他安装方法2022/12/2041霍尔式无触点汽车电子点火装置

采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。

汽车点火线圈高压输出接头12V低压电源输入接头第8页/共31页2022/12/199霍尔式无触点汽车电子点火装置霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理

采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图

1-触发器叶片

2-槽口

3-分电器转轴

4-永久磁铁

5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）

a）带缺口的触发器叶片

b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系c）叶片位置与点火正时的关系

第9页/共31页霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理采用霍尔式42霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）

当叶片遮挡在霍尔IC面前时，PNP型霍尔IC的输出为低电平，晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形式储存在点火线圈的铁心中。

汽车电子点火电路及波形

1—点火开关2—达林顿晶体管功率开关3—点火线圈低压侧4—点火线圈铁心5—点火线圈高压侧

6—分火头

7—火花塞

a）电路

b）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形

当叶片槽口转到霍尔IC面前时，霍尔IC输出跳变为高电平，经反相变为低电平，达林顿管截止，切断点火线圈的低压侧电流。由于没有续流元件，所以存储在点火线圈铁心中的磁场能量在高压侧感应出30~50kV的高电压。

第10页/共31页霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）当叶片遮挡在432022/12/2044汽车电子点火装置使用的点火控制器、霍尔传感器及点火总成磁铁点火总成第11页/共31页2022/12/1912汽车电子点火装置使用的2022/12/2045霍尔式无刷电动机

霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。普通直流电动机使用的电刷和换向器第12页/共31页2022/12/1913霍尔式无刷电动机霍尔式2022/12/2046无刷电动机在电动自行车上的应用

电动自行车可充电电池组无刷电动机第13页/共31页2022/12/1914无刷电动机在电动自行车上的应用电动2022/12/2047无刷电动机在电动自行车上的应用

无刷直流电动机的外转子采用高性能钕铁硼稀土永磁材料；三个霍尔位置传感器产生六个状态编码信号，控制逆变桥各功率管通断，使三相内定子线圈与外转子之间产生连续转矩，具有效率高、无火花、可靠性强等特点。第14页/共31页2022/12/1915无刷电动机在电动自行车上的应用2022/12/2048电动自行车的无刷电动机及控制电路

去速度控制器

利用PWM调速第15页/共31页2022/12/1916电动自行车的无刷电动机及控制电路2022/12/2049光驱用的无刷电动机内部结构第16页/共31页2022/12/1917光驱用的无刷电动机内部结构第16页/2022/12/2050霍尔式接近开关

当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。第17页/共31页2022/12/1918霍尔式接近开关当磁铁的2022/12/2051霍尔式接近开关

用霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料的检测，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。

在右图中，当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时，霍尔IC的输出由高电平变为低电平，经驱动电路使继电器吸合或释放，控制运动部件停止移动（否则将撞坏霍尔IC）起到限位的作用。第18页/共31页2022/12/1919霍尔式接近开关用霍尔I霍尔式接近开关用于转速测量演示n=60f4(r/min)软铁分流翼片

开关型霍尔ICT第19页/共31页霍尔式接近开关用于转速测量演示n=60f4(r/min)软铁522022/12/2053霍尔电流传感器

将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。第20页/共31页2022/12/1921霍尔电流传感器将被测电流2022/12/2054霍尔电流传感器演示铁心线性霍尔IC

EH=KHIB

I所实现的多媒体界面：I第21页/共31页2022/12/1922霍尔电流传感器演示铁心线性霍尔IC2022/12/2055其他霍尔电流传感器第22页/共31页2022/12/1923其他