傳統(tǒng)有感無刷電機采用開關型霍爾開關，如圖4所示在磁場方向發(fā)生變化時才輸出信號，雖然可以實現(xiàn)電子換向，但在獲取電機轉子位置方面較為粗糙，目前世面上的產(chǎn)品使用n個開關型霍爾，依傳感器位置布局不同至多只能對轉子磁場的相位角進行2的n次方個刻度的細分，例如典型的3個霍爾成120度布局，是將一-個周期均分成了6個相位，而在一個相位內(nèi)卻無法提供更精細的角度信息。雖然在假定電機運轉速度的變化率較低的情況下，可以根據(jù)電機運轉速度和當前時間來估算，但不滿足轉速很低或負載變化較大的。

為得到精細的轉子相位角，確定轉子位置，業(yè)內(nèi)通常采用結合光電編碼盤的伺服電機，但其缺點在于光電編碼盤成本高昂，且增加了光電編碼盤組件使整個電機結構復雜。

為解決上述問題，發(fā)明者提供了一種不改變有感無刷電機結構，不增加成本的技術方案，應用線性霍爾開關測量轉子磁場，精細反映轉子的相位角。

新型方案主要解決的技術問題是應用線性霍爾開關，在不改變傳統(tǒng)有感無刷電機基本結構，不增加成本的同時卻可以精細反映轉子的相位角信息，從而實現(xiàn)基于相位角的閉環(huán)速度。


霍爾傳開關電路板電路中應用2個或以上線性霍爾。傳感器及傳感器電路板直接或間接的與電機定子固定，傳感器以其測量面與轉子永磁體磁力線相垂直的角度安裝，傳感器以其量程與轉子永磁體磁場強度相匹配的距離安裝。

在運行過程中轉子處于不同的相位角時，固定于轉子上的永磁體所產(chǎn)生的磁場的角度也不同，進而轉子磁場在各霍爾開關的測量方向上的磁感應強度也不同。線性霍爾開關輸出的電信號與其測量方向上的磁感應強度成線性關系，如圖3所示。因此各線性霍爾的輸出信號的綜合，可以精細的反映出轉子的相位角信息，進而可用于計算轉子的位置信息。在轉子永磁體與定子鐵芯間隙的中心線投影于電路板的環(huán)形上，成120度相位間隔布置3個線性霍爾開關。


當使用n個線性霍爾開關時，設與傳感器配合的模擬數(shù)字轉換器為r位精度，則可對磁場相位角進行下限為2的r次方，上限為r的n次方個刻度的細分(具體的細分數(shù)及刻度均勻性依傳感器位置布局不同而不同)，從而精細反映轉子的相位角信息，實現(xiàn)基于相位角的閉環(huán)控制和基于相位角的正弦波驅動等應用。

新型霍爾電機應用前景廣泛，傳統(tǒng)上使用中低分辨率光電編碼器的應用場景，可大大降低成本，由于去掉了光電編碼器，體積和重量方面也可以做得更小，更輕，更緊湊。傳統(tǒng)上使用步進電機的場景，使用本實用新型可在硬件成本相當?shù)那疤嵯?，實現(xiàn)閉環(huán)控制，以及更高的功率。傳統(tǒng)上使用有感無刷電機的場景，使用本實用新型可以不增加成本就實現(xiàn)精細的位置閉環(huán)控制，以及通過正弦波驅動大大改善低轉速和動態(tài)負載場景下的扭矩平順性。