位置传感器的新发展以及应用简述.pdf

经过200多年的发展，电机行业已经成为现代生产的基础。作为劳

动密集型产业，我国发展电机制造业有着得天独厚的优势，电机中位

置传感器的应用决定着点击的性能。近几年，国内电机市场得到了很

好地发展。

TTelectronics传感及控制事业部现在推出一系列全新非接触式旋转

位置传感器产品，能提供具有高达1亿次旋转寿命的卓越性能。

MagnePot系列旋转位置传感器经特别设计,具有35o至360o的电子检测

角度,可以在严苛的条件下可靠地运作，集成了霍尔效应(Halleffect)

非接触式技术，这意味着它们不会象采用接触技术的器件那样造成磨

损，并且输出信号在产品寿命周期内不会发生衰减，因此适用于需要

最低限度维护的应用。

2012年中国政府出台的电机能效强制性国家标准GB18613-2012《中小

型三相异步电动机能效限定值及能效等级》导致部分低效率、高耗能

的产品停止生产。这一政策的出台对低压电机厂商的业绩造成一定的

打击。但是，另一方面也促使厂商积极调整产品战略，促进厂商加快

发展高效电机。位置传感器的应用是其中较为有效的方案之一。

位置传感器是组成无刷直流电动机系统的三大部分之一，也是区别

于有刷直流电动机的主要标志。其作用是检测主转子在运动过程中的

位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，为逻辑开关电路提

供正确的换相信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕组中

的电流随着转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁

场，驱动永磁转子连续不断地旋转。

同时达到降低耗能的效果。在第二届电机研讨会上，霍尼韦尔国际公

司的亚太地区市场总监王亮将作《霍尔效应传感器集成电路在无刷马

达中的应用》的演讲，与业界人士分享传感器对电机的作用。

行内人士预测：电机场将在年开始重拾增势，2013年下半年将

会缓慢回升。未来五年，中国低压电机市场将保持稳定增长，特别是

高效电机将会在未来五年销量大幅增加。位置传感器的应用无疑给电

机市场的发展提供了强大的推动力。

无刷直流电机的工作原理本质上与有刷电机类似，有刷直流电机采用

机械的电刷和换向器对绕组中的电流进行换向。而无刷电机采用电子

方式对绕组电流换向。

直流电机中转矩是通过永磁体磁场和绕组中的电流相互作用产生的，

在有刷电机中，换向器通过切换电枢绕组实现电枢电流的换向与合适

的磁场。而无刷直流电机中，霍尔位置传感器探测转子旋转磁场的位

置，通过逻辑与驱动电路，给相应的绕组激励。总的说来，绕组根据

电机永磁体的磁场作出反应，从而产生需要的转矩。如图是一种三

相8极（四对磁极）无刷直流电机基本组成：

传感器状态发生改变。如上图中8极磁体无刷直流电机中，每两个南

极之间相隔90度，霍尔传感器相隔120度放置，此时霍尔传感器之间

电角度相隔30度。南极靠近时，双极型数字霍尔传感器转换工作状态，

当第一个数字霍尔传感器在0度电角度转为工作状态时，第二个数字

霍尔传感器在30度电角度时工作，第三个数字霍尔传感器在60度电解

时工作。

当北极经过双极数字型霍尔传感器时，数字霍尔传感器会转为释放

状态，旋转的8极磁体的每个北极与相邻的南极之间为45度，因此，

数字霍尔传感器在磁体转过45度后，会由工作状态转为释放状态。如

图2为数字霍尔传感器控制的输出电平状态。

将磁体的位置和极性信息作为信号发送给逻辑电路，用于开断H形桥

式功率管，如图3，三相无刷直流电机典型驱动电路。

可以由上述信号驱动，而R2,S2,T2由上述信号反相后驱

动。这样，根据旋转磁体的位置，每对功率管会相应地开通或判断，

从而以正确的顺序、在正确的时间为电机绕组提供电流。

数字霍尔元件的选型，需根据安装要求（即转子磁场方向）与霍尔元

件的感应方向，进行合理选择。