无刷电机位置传感器的作用及其布局方面的注意事项

本文将介绍“无刷电机位置传感器的作用及其布局”相关的内容，这也是在“无刷电机有传感器驱动和无传感器驱动的特征及区分使用”中“无刷电机有位置传感器的驱动”应注意的要点。

在无刷电机使用的位置传感器通常是磁传感器（霍尔元件，霍尔IC）。下图是表示无刷电机的电机结构和无刷电机的传感器布局的示意图。该电机是三相无刷电机（外转子型），其基本结构由装有磁体的转子和由电枢（绕组，铁芯）构成的定子组成。

位置传感器（霍尔元件、霍尔IC）在准确检测电机的旋转位置方面发挥着重要作用。具体而言，需要将其安装在图中所示的位置，以准确检测旋转中的转子的磁通量Φg。然而，在电机中，转子的磁通会交链电枢，电流流过电枢而产生转矩。于是，由流过电枢的电流产生磁通Φa。

为了使位置传感器能够准确地检测出旋转中的转子的磁通量Φg，必须尽可能地避免受到该磁通Φa的干扰。此外，还涉及到用来消除位置传感器输出信号中包含的噪声的磁滞现象（霍尔IC和控制器的特性），无论如何，位置传感器的布局角度精度（右图）非常重要。

因此，如何最大程度地减少位置传感器的检测误差，是在无刷电机位置传感器的布局设计中要注意的关键要点。

霍尔元件/霍尔IC：

使用霍尔效应根据磁通密度输出电压的磁传感器。霍尔效应是一种当电流流过固体并且垂直于固体表面施加于磁场时，会在电流方向和磁场方向分别产生垂直方向（正交）的电压的现象。霍尔IC（也称为“霍尔传感器”）由运算放大器和数字转换器等组合而成。

外转子型：

内部线圈固定而外部磁轭旋转的结构。具有旋转轴的转动惯量大、对磁体的小型化要求少、线圈容易缠绕等特征。与其相对应的是内转子型，即外部磁轭固定而内部永磁体旋转的结构。

磁滞现象：

霍尔IC在用于判定磁通密度的阈值中，有工作磁通密度（ON）和恢复磁通密度（OFF），这两种阈值之间的差是磁滞。当阈值为1时，会变成一个钝感区，以防止由于阈值附近的磁通量微小变化（包括噪声等）而导致输出电压跃变。

审核编辑：汤梓红