针对三相全波六状态工作无刷直流电机霍尔位置及特定换相逻辑下的电机旋向问题，提出一种通过右手螺旋定则确定每相绕组磁势方向进而确定电机霍尔位置，随后通过左手定则及牛顿第三运动定律对电机旋向进行判断的简易方法；并通过两款电机实际工程验证，确定该方法的正确性及普遍适用性。
无刷直流电机与有刷直流电机相比，不会产生有刷电机换相火花现象以及随之带来的电刷磨损问题，具有寿命长、噪声低、免维护等优点[1]，因此其在空间飞行器领域普遍的应用，并逐步取代了传统有刷直流电机。由于无刷直流电机通过逻辑开关电路实现电子换相，因此其需要位置传感器对转子磁极位置做检测，以保障电子换相的准确性。霍尔位置传感器由于结构简单、易集成、占地小等优势，目前使用率最高[2]。精确确认霍尔传感器位置是确保电机高效运行的关键所在，本文主要对目前常用的三相全波六状态工作方式绕组星形连接的无刷直流电机霍尔传感器正确位置及电机旋向确认方法进行介绍，并结合工程实际案例进行说明。
由于影响霍尔传感器位置的因素众多，为简化分析方法，下文分析基于如下约定：
（1）示例电机所选霍尔器件为锁存型霍尔器件，其逻辑1和逻辑0各占180°电角度；
（4）示例电机铁芯为直槽结构，针对斜槽电机，根据斜槽方式的不同，磁势需旋转斜槽角度的一半，具体旋转为从出线端看，同一槽如果轴伸端槽口位于出线端槽口左侧则逆时针旋转，如果轴伸端槽口位于出线端槽口右侧则顺时针旋转。
在绘制电枢绕组磁势向量星形图前需绘制电机电枢绕组图。工程上，电枢绕组图可根据工程仿真软件所绘绕组分布图直接画出，本文依据Ansoft仿真软件中绕组分布图进行绘制。Ansoft所示绕组分布图视图方向为从电机轴伸端视之，绕组分布图中相序标记前为“-”表示电流方向为垂直纸面流入，相序标记前无符号表示电流方向为垂直纸面流出。
图1所示为4极12槽整数槽电机绕组分布图，图2所示为20极18槽分数槽电机绕组分布图。
根据绕组分布图及Ansoft中电流方向定义可绘制两款电机电枢绕组图，分别如图3、图4所示，图中箭头方向为电流方向，序号表示铁芯槽号。
通过分析，电机霍尔传感器位置位于磁势轴线上，对于三相无刷电机，无论其绕组结构如何，在1对极下，共有两组6个霍尔传感器位置可供选择[3-4]。霍尔HA、HB、HC分别位于磁势FB、FC、FA或-FB、-FC、-FA位置[5]。
通过图3所示绕组图及右手螺旋定则可绘制出图5所示的4极12槽电机A相绕组磁势图，磁势图视图方向为电机尾部出线槽代表A相电流垂直纸面流入，4槽及10槽代表A相电流垂直纸面流出。同理，可将该4极12槽电机绕组磁势全部绘出，如图6所示。
进一步观察可以发现，对于整数槽电机，各相磁势皆位于各齿中心线个霍尔传感器位置，因此所有齿中心线为该类电机所有允许分布的霍尔传感器位置。
对于分数槽集中绕组电机，由于三相绕组未均匀间隔分布，因此需要通过矢量合成方式绘制三相绕组每相合成磁势，随后通过阵列的方式绘出所有磁势方向。通过图4所示绕组图及右手螺旋定则可绘制出图7所示的20极18槽电机绕组合成磁势图，磁势图视图方向为电机尾部出线端视之。通过阵列方式可绘制该电机所有磁势，如图8所示。
通过观察示例电机磁势图可以发现，相邻两磁势间方向相反，A、B、C三相磁势依次交替分布。对于极对数较多的情形，可通过该结论判断磁势图绘制的正确性。
通过上文分析拟选定两款电机，霍尔传感器位置分别如图9、图10所示，20极18槽电机为霍尔双备份结构。
假定4极12槽电机转子初始位置如图11（a）所示。该电机霍尔标志面背对磁钢，此时霍尔HA、HB、HC输出线，绕组电流由C相通至A相，A相、C相所在槽电流方向为1槽、2槽、7槽、8槽垂直纸面流出，4槽、5槽、10槽、11槽垂直纸面流入。状态1时磁钢N极与1槽相对，槽中导体磁场方向为F，根据左手定则，此时槽中导体所受电磁力方向为f，根据牛顿第三运动定律，施加于转子磁钢上的反作用力方向为f′。同理，可对其他槽内导体进行分析，此时电机转子呈现图示顺时针方向运动趋势。当转子运行至图11（b）所示状态2，此时霍尔HA、HB、HC输出线，槽内电流方向及转子受力方向如图11（b）所示，经分析电机仍保持顺时针方向运动。通过上述方法可对电机6个状态进行分析，出线端视之电机皆顺时针运行。因此，当电机霍尔传感器处于图9所示位置，电机按表1所示真值进行换相，则出线端视之电机顺时针旋转。
假定20极18槽电机转子初始位置如图12（a）所示，该电机霍尔标志面朝向磁钢，此时霍尔HA、HB、HC输出线，按上述分析方法，此时槽内电流方向及转子受力方向如图12（a）所示，电机转子呈现图示顺时针方向运动趋势。当转子运行至图12（b）所示状态2，此时霍尔HA、HB、HC输出线，槽内电流方向及转子受力方向如图12（b）所示，经分析电机仍保持顺时针方向运动。通过上述方法可对电机6个状态进行分析，出线端视之电机皆顺时针运行。因此，当电机霍尔传感器处于图10所示位置，电机按表1所示真值进行换相，则出线端视之电机顺时针旋转。
图13（a）及图14（a）分别为两款电机霍尔传感器实际安装位置示意图，安装位置与理论分析位置一致。图13（b）及图14（b）为两款电机出线端顺时针运行时霍尔传感器输出波形，波形从上到下依次为霍尔HA、HB、HC输出波形，霍尔真值变化情况与分析结果一致。
本文通过上述两个例子，验证了上述霍尔传感器位置及电机旋向确认方法的准确性。针对两相导通三相六状态电机，无论是整数槽绕还是分数槽绕，上述方法均具有普遍适用性。上述方法所得出的霍尔传感器位置为该类电机所有霍尔传感器位置，实际运用过程中可根据空间结构、尺寸等限制条件选取满足要求的霍尔传感器位置。
这几年来，随着不断发展的传感器技术，单片机技术的广泛应用，越来越多的采用单片机与PC机构成的小型传感器测控系统。 0 引 言 这几年来，随着不断发展的传感器技术，单片机技术的广泛应用，越来越多的采用单片机与PC机构成的小型传感器测控系统。关键在于它们很好地结合了单片机的价格低，功能强，抗干扰能力好，温限宽和面向控制等优点及Pc机操作系统中Windows的高级用户界面、多任务、自动内存管理等特点。在这种测控系统中，单片机主要进行实时数据采集及预处理，然后通过串行口将数据送给PC机，PC机再对这些数据进一步处理，例如求均值、方差、画动态曲线与计算给定、打印输出的各种参数等任务。 这里采用霍尔传感器作为前端进行数
摘 要： ABSTRACT 针对三相全波六状态工作无刷直流电机霍尔位置及特定换相逻辑下的电机旋向问题，提出一种通过右手螺旋定则确定每相绕组磁势方向进而确定电机霍尔位置，随后通过左手定则及牛顿第三运动定律对电机旋向进行判断的简易方法；并通过两款电机实际工程验证，确定该方法的正确性及普遍适用性。 0 引言 无刷直流电机与有刷直流电机相比，不会产生有刷电机换相火花现象以及随之带来的电刷磨损问题，具有寿命长、噪声低、免维护等优点 ，因此其在空间飞行器领域广泛运用，并逐步取代了传统有刷直流电机。由于无刷直流电机通过逻辑开关电路实现电子换相，因此其需要位置传感器对转子磁极位置进行仔细的检测，以保障电子换相的准确性。霍尔位置传感器由于结构相对比较简单、易
确认方法研究 /
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的电动车窗防夹系统设计 /
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下图是三相全波无刷电机中以电压代替正弦波电流PWM驱动的PWM后的波形，表示通过在三相全波无刷电机电源电压之间振荡的三相正弦波（各虚线），电机被施加了电压VM。 从波形中可以想象得到，如果只是单纯的正弦波驱动，那么VM将是电源电压的，只能施加最多87%的电压。不言而喻，在驱动电机时，尽可能地增加施加于电机的电压是必须的要求，而实际上，在正弦波驱动时，会使用一些尽可能提高施加电压的手法。 使正弦波驱动时的施加电压更大的手法 ① 该波形是将正弦波（虚线）下方圆弧的一半分别与其他两相上方相加 之后的波形（绿色箭头）。从波形图中可以看出，可以施加比只是单纯的正弦波时更大的VM。 虽然施加电压波形变成了失真波形而不是正弦波，但实
的正弦波驱动中施加更大电压的方法 /
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0 引言 无接触可逆计量信息的传感方式大致分为光电式和磁敏式，两者都配有复杂的电路转换系统或借用应用系统硬件配合软件实现转向识别和可逆计量。带有光电码盘或光栅的光电式可逆传感器具有计量精度高的优点，但因环境苛刻而限制其应用。磁敏式一般采用霍尔效应传感器和磁敏电阻作为敏感元件，具有环境耐受性好的优点，但这些设计都不能直接输出可逆计量信号，需要信号处理电路支持。因此，设计一种结构简单，仅由霍尔元件构成，能直接输出可逆计量信号的新型传感器，具有实际应用价值。 1 几种可逆计量电路设计的技术分析 基于霍尔电路设计的可逆计量传感器的电路形式很多，对比研究其取样方式和工作原理，大致分为三类，即脉冲相位差异型双霍尔取样电路、脉冲占
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