霍爾與無刷電機正反轉控制筆記

1、 寧波拓茂電機有限公司 霍爾與無刷電機正反轉控制一、電機方向CW,CCW表示電動機的運轉方向。CW:由輸出軸側觀看呈順時針方向(正轉)、CCW:逆時針方向(反轉)一般電機的正轉是指它所拖動的機械設備，往正常工作的方向運動為正轉，如電動車前進為正轉，倒退為反轉。對電機旋轉方向的術語是有國標規(guī)定的，只稱為順時針還是逆時針。見國標規(guī)定：GB1971.如果只有一個軸伸,或不同直徑的兩個軸伸,從軸伸端看對兩個軸伸的看大直徑端；如果有兩個相同直徑軸伸的,或者沒有軸伸,則從有換向器或滑環(huán)端看；如果一端有換向器而另一端有滑環(huán),則從滑環(huán)端看.電動機的轉向是順時針的稱順時針旋轉,逆時針的稱逆時針旋轉.】二、霍爾信

2、號無刷電機采用鎖存型霍爾傳感器，一般要求霍爾標志面朝向轉子永磁鐵放置，這樣當正對永磁體的S極時，其輸出為邏輯0，當朝向N極時，其輸出改變?yōu)檫壿?。霍爾信號線顏色為: 紅色(正)、黑色(負)、黃色(HA)、綠色(HB)、藍色(HC)計算霍爾值時，HA HB HC從高到低依次排列，HA在高位 HC在低位霍爾信號HA的上跳沿決定A相開始正向導通和C相正向導通的結束?；魻栃盘朒A的下跳沿決定A相開始反向導通和C相反向導通的結束。A相正向導通的結束由霍爾信號HB的上跳沿決定。A相反向導通的結束由霍爾信號HB的下跳沿決定。三、六步換相法兩相導通六步換相法(方波驅動)驅動原理 (六步通電順序)1.A+B-

3、2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5.B+C- 6.A+C-按1-2-3-4-5-6順序通電，繞組產生磁場順時針旋轉，吸引電機轉子順時針旋轉按1-6-5-4-3-2順序通電，繞組產生磁場逆時針旋轉，吸引電機轉子逆時針旋轉注 1: 本例繞組ABC是按逆時針排列的，按1-6通電是正轉，按6-1轉是反轉。 2: 若繞組ABC改為順時針排列，則還按上述控制，正反轉剛好逆轉。加入霍爾傳感器(或借助反電動勢)，獲得位置信號后，就可從正轉/反轉的HALL值-驅動值對照表取得下標號，再轉從驅動值表中讀取驅動值輸出，實現(xiàn)借助位置信號，實現(xiàn)正轉或反轉驅動輸出換相實例一 120排列霍爾對應的換相表(霍爾值域

4、：5-4-6-2-3-1)正轉(CW 順時針)換相: A+B- A+C- B+ C- B+A- C+A- C+B- (HALL排列正確的話，霍爾應按5-4-6-2-3-1 次序變化)反轉(CCW 逆時針)換相: B+C- A+C- A+B- C+B- C+A- B+A-(HALL排列正確的話，霍爾應按1-3-2-6-4-5 次序變化)補充說明:A：按上面所列換相順序能實現(xiàn)預期的正轉和反轉是基于ABC繞組順時針排列，否則會出現(xiàn)正反轉互換(就是前面驅動原理示例中情況)。實例二同。B：反轉控制的要點-在已經建立正轉HALL值-驅動值對應表情況下，在反轉時，根據(jù)當前霍爾值，取其7的互補值，到正轉HAL

5、L值-驅動值對應表查出驅動值驅動即可，具體可用下面定義來實現(xiàn)：#ifdef BLDC_HALL_ABCuint8 Tab_StaHolZen=0,3,1,5,4,6,2;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,6,2,3,1,5;/反轉 #endif /BLDC_HALL_ABC(比如反轉時HALL值1，從xxxFan表中查得下標5, 與正轉時互補值6，從xxxZen表中查得的下標5是一致的，即都是調用驅動表中同一位置5的值)C：若霍爾信號次序定義不準確，可直接換成各自對應的HALL值表來快速調用驅動表值，如下所列/-CAB-#ifdefBLDC_HALL_CABuint8 T

6、ab_StaHolZen=0,5,4,6,2,3,1;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,2,3,1,5,4,6;/反轉#endif /BLDC_HALL_CAB/-CBA-#ifdef BLDC_HALL_CBAuint8 Tab_StaHolZen=0,6,4,5,1,3,2;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,1,3,2,6,4,5;/反轉 #endif /BLDC_HALL_CBA/-ACB-#ifdef BLDC_HALL_ACBuint8 Tab_StaHolZen=0,3,2,6,4,5,1;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,

7、5,1,3,2,6;/反轉 #endif /BLDC_HALL_ACB/-ABC-#ifdef BLDC_HALL_ABCuint8 Tab_StaHolZen=0,3,1,5,4,6,2;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,4,6,2,3,1,5;/反轉 #endif /BLDC_HALL_ABC/-BAC-#ifdef BLDC_HALL_BACuint8 Tab_StaHolZen=0,5,1,3,2,6,4;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,2,6,4,5,1,3;/反轉 #endif /BLDC_HALL_BAC/-BCA-#ifdef BLDC_H

8、ALL_BCAuint8 Tab_StaHolZen=0,6,2,3,1,5,4;/正轉 uint8 Tab_StaHolFan=0,1,5,4,6,2,3;/反轉 #endif /BLDC_HALL_BCAD: 120HALL狀態(tài)與PWM、反電動勢、相電流的關系驅動管的編號采用(推薦)上管 T1 T3 T5 下管 T4 T6 T2 (120HALL狀態(tài)與PWM、反電動勢、相電流的關系圖)換相實例二 60排列霍爾對應的換相表(霍爾值值域：4-0-1-3-7-6)正轉(CW 順時針)換相: A+C- A+B- C+B- C+A- B+A- B+C- (HALL排列正確的話，霍爾應按1-0-4-6

9、-7-3 次序變化)反轉(CCW 逆時針)換相: C+B- A+B- A+C- B+C- B+A- C+A- (按7補數(shù)推得) (HALL排列正確的話，霍爾應按3-7-6-4-0-1 次序變化) 四、霍爾角度的示波器實測紫色是某根相線的反電動勢，黃、綠、藍線分別是HAHBHC霍爾信號。理想的情況下，某路的霍爾信號是延后對應相反電動勢過零點30。HA霍爾信號延后 A線反電動勢 41HB霍爾信號延后 B線反電動勢 38HC霍爾信號延后 C線反電動勢42附錄資料：不需要的可以自行刪除電氣設備系統(tǒng)布線規(guī)范1目的和分類 1.1 合適的布線（包括線纜選擇與布敷、屏蔽連接與工藝）可以有效地減少外部環(huán)境對信號

10、的干擾以及各種線纜之間的相互干擾，提高設備運行的可靠性。同時，也便于查找故障原因和維護工作，提高產品的可用性。 1.2線纜大致分成以下幾種類型： A類：敏感信號線纜 B類：低壓信號線纜 D類：輔助電路配電電纜 E類：主電路配電電纜 1.3 A類 指各種串行通信（如以太網、RS485等）電纜、數(shù)據(jù)傳輸總線、ATC天線和通信電纜，無線電、以及各類毫伏級（如熱電偶、應變信號等）信號線。 1.4 B類 指5V、15V、24V、010mA、420mA等低壓信號線（如各種傳感器信號、同步電壓等）以及廣播音頻、對講音頻電纜。 1.5 D類 指220/400V、連接各種輔助電機、輔助逆變器的電纜。 1.6 E

11、類 指額定電壓3kV（最大3600V）以下，500V以上的電力電纜。1.7 這4類信號中，就易被干擾而言，按AE的順序排列，A類線最易被干擾；就發(fā)射的電磁騷擾而言，按EA的順序排列，E類發(fā)射的騷擾最強。 2線纜選擇的基本原則 2.1 應選擇阻燃、無鹵（或低鹵）、無毒的絕緣線纜，線纜應具備良好的拉伸強度、耐磨損性和柔軟性，以適應振動沖擊的環(huán)境。 2.2 根據(jù)信號的電壓等級、額定電流、預期短路電流、頻率、環(huán)境條件、電磁兼容性要求及預期壽命來選擇電纜的型號和規(guī)格。線纜應符合TB/T 1484的要求。 2.3 配電電纜截面積按發(fā)熱條件選擇，負載電流必須小于允許載流量（安全載流量）。 2.4 電纜以線芯

12、長期允許工作溫度分成：A組（不超過100）和B組（不超過125）。 2.5 交流系統(tǒng)中，電纜的額定電壓至少應等于系統(tǒng)的標稱電壓；直流系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的標稱電壓應不大于該電纜額定電壓的1.5倍。 2.6 T同軸電纜的抗干擾性能較好，傳輸距離長，可用作視頻、射頻信號的電纜。2.7 銅母線一般應根據(jù)GB 5584.2及GB5585.2，選擇采用TBY、TBR型扁銅線及TMY、TMR型銅母線。 2.8 對于A類和B類應采用雙絞屏蔽電纜，A類中的通信線必要時可采用光纖。 2.9 T配電電纜宜用屏蔽電纜，以防止對外部的輻射干擾。 3布線的基本要求 3.1 電氣設備的布線應符合設計規(guī)定的電路圖及裝置布線圖要求

13、。 4電子裝置的布線 4.1 布線原則 4.1.1機車電子裝置內兩接線端子間電線不允許剪接。 4.1.2導線穿過金屬板（管）孔時，應在板（管）孔上裝有絕緣護套（出線環(huán)或出線套）。 4.1.3導線彎曲時，過渡半徑應為導線直徑的3倍以上，導線束彎曲時也應符合該要求，并圓滑過渡。 4.1.4電線和各接線端子、電氣設備及插頭插座連接時，要留一定的弧度，以利于解連和重新連接。 4.1.5 導線連接原則上應通過接頭，視具體情況采用壓接、焊接、插接、繞接等方式。 4.1.6除繞接線外，每根導線兩端必須有清晰牢固的線號，線號套管在導線上不易移動，視看方便，至少要保持一個大修期。 4.1.7電線槽安裝應牢固，導

14、線要用扎線帶、線卡等以適當間隔可靠固定，防止振動造成損傷。 4.1.8電線電纜出入線槽、線管時必須加以保護，管口應加絕緣套（有油處應耐油）或用絕緣物包扎。 4.1.9對外有一定干擾或自身需防止干擾的信號，在對外布線及裝置內部布線時需采用屏蔽線，屏蔽層應接至機箱外部的專用接地母排或通過連接器外殼接至機箱箱體上。 4.1.10 T插體箱內部各電路板間的連接宜采用繞接或插接布線。在布線密度過高時宜采用背板工藝方式。 4.1.11所有繞接布線起碼應符合IEC 60352-1規(guī)定的改進型。同一位置不能既有焊接又有繞 接。繞接線應適合于選定的繞接工序，且至少應緊繞3匝以上。 4.1.12設計繞接布線時應考

15、慮同一針上最多繞接3根導線。 4.1.13在插件箱布線時，對A、B、C三類信號要分區(qū)走線，盡量減少C類對A、B類的干擾。C類中的電源線宜用雙絞線插接布線，脈沖信號線應用雙絞線繞接。A類應用雙絞線最后繞接并避開C類導線。 4.1.14多芯電纜應留有10%或至少2根備用絕緣線芯。連接器中應留有相應數(shù)量的備用接點。 4.1.15 T蓄電池供電電纜的分支應盡可能地靠近蓄電池。 4.2電子裝置中使用的接頭應符合TB/T 1507-93中第7章的要求。插頭及插座應符合TB/T15082005中5.6條的規(guī)定。 4.3 線槽的出口邊緣必須光滑，不得有尖角和毛刺。 4.4電線綁扎及固定 4.4.1在金屬扎線桿

16、、板的所有長度上，應用絕緣帶半疊繞一層后再扎線。疊繞方向由下至上（水平方向疊繞除外）。 4.4.2電子裝置中的電線和線束，在扎線桿、板端部、分岔線束根部及線束拐彎處均應有束帶緊固。其它區(qū)段視情況可以連續(xù)包扎，也可以分段綁扎，但分段間隔不超過200mm。 4.4.3 線卡或綁扎帶應有足夠的電氣強度和機械強度。 4.4.4 T電源濾波器的進線宜單獨走線，不宜與出線綁扎在一束中。 4.5線號 4.5.1 線號標記可采用下列形式之一： 線號的數(shù)字； 連接處的電氣設備項目代號與端子代號的組合。 4.5.2 線號的標注為機械制圖標注法，具體見TB/T 15082005第5.4.8款。 4.5.3 線號應固

17、定在線適當位置，不得因振動而丟失。 5E類、D類的布線 5.1安全措施 5.1.1 電氣設備外殼必須有良好的接地。 5.1.2 電氣設備應具有GB 4208規(guī)定的IP 32級以上的防護等級。 5.1.3 帶有插座輸出的電路應有防止相關人員接近的安全保護措施。 5.1.4 對有大電容器的設備必須有在電容放完電后才允許接近的措施。 5.2銅母線及其連接 5.2.1 母線落料、鉆孔和沖孔后，應去毛刺。 5.2.2銅母線、扁銅線平彎時，彎曲內半徑不小于窄邊寬度；扁彎時彎曲內半徑不小于母線寬邊寬度。 5.2.3 母線焊接處的焊縫必須牢固、均勻、無虛焊、裂紋、氣泡和夾渣等現(xiàn)象。 5.2.4 母線應平整、調

18、直，表面不得有高于1mm的折皺。母線彎制后不應有裂紋或裂口。 5.2.5母線和母線連接處，母線與電器端子連接處的連接長度不小于銅排的寬度，并應采用鍍（搪）錫、鍍銀等防電化腐蝕措施。對銅母線的其余部分可以采用鍍（搪）錫、刷油漆、包扎絕緣等防護措施。 5.2.6 母線和母線、母線和電器端子連接處應平整、密貼。必要時可采用接合電阻等方法檢查。 5.2.7 母線和母線間的電氣間隙和爬電距離應符合TB/T 1508的規(guī)定。 5.2.8 連接應做到安全和接觸可靠，在容易接觸到霧滴的連接處，要有可靠的防水措施。 5.3 電線電纜的彎曲半徑應滿足以下要求且應圓滑過渡： 當電纜直徑小于或等于10mm時，不小于電

19、纜外徑的2倍； 當電纜直徑大于10mm而小于20mm時，不小于電纜外徑的4倍； 當電纜直徑大于20mm時，不小于電纜外徑的6倍。 5.4 電纜接頭應按照TB/T 1507中7.17.4條的規(guī)定，根據(jù)電纜的截面選用。 5.5布線原則 5.5.1 E類電纜應遠離A、B類電纜至少0.5m，離C類電纜0.4m，離D類電纜0.3m。各類電纜應分束、分槽布線。 5.5.2 T如果不同類的電纜發(fā)生交叉，電纜與電纜之間宜成直角。 5.5.3應注意使電纜盡量遠離發(fā)熱器件。 發(fā)熱溫度在100以內的發(fā)熱器件，電線與之距離需20mm； 發(fā)熱溫度在100300的發(fā)熱器件，電線與之距離需30mm； 發(fā)熱在300以上，如無

20、隔熱、防火措施者，電線與之距離需80mm；如有隔熱、防火措施，則以實際可能的溫度考慮。達不到此距離時，允許穿瓷套來解決。 5.5.4電纜可以采用線槽、線管，也可以裸露布線。線槽管的端部以及電線引出口不得浸漏油、水。裸露布置的電線必須充分注意不得浸入油、水。 5.5.5 電纜布線經過設備柜體上金屬隔板的孔應不影響柜體的強度。 5.5.6 穿入線管的高壓電纜，外徑面積之和不應超過線管內孔截面積的60%（一根電線的可以例外） 5.5.7 高壓電纜兩端接線應采用接頭壓接（與接插件相連者除外），符合TB/T 1507中7.5條的規(guī)定。 5.5.8 T干線與支線連接宜采用接線座，4mm2以下電線電纜可采用

21、焊接形式。 5.5.9 每個螺栓接線座（端子）上接線數(shù)： 用于供電連接時，不應超過2根； 用于控制和接地連接時，不應超過4根。 5.5.10導體標稱截面積16mm2的單芯或多芯電纜敷設在機車車輛上時，備用長度不宜太長，但在每一端留有的備用長度應允許進行至少3次的重新端接。 5.6布線工藝 5.6.1 兩接線端子間電纜不允許剪接，電纜應在接線端子或電器接線處連接。 5.6.2 與接線端子相連的電線電纜，剝線長度按TB/T 15071993的規(guī)定，剝線時線芯不應有損傷、斷股現(xiàn)象。 5.6.3 電線管、槽安裝應牢固、電纜要用扎線帶、線卡等以適當間隔可靠固定，防止振動造成損傷。 5.6.4電線電纜出入

22、線槽、線管及穿過金屬隔板的孔、口時，必須加以防護。所有各孔、管口應加絕緣套（有油處應耐油）或用絕緣物包扎。 5.6.5在金屬扎線桿的所有長度上，應用塑料帶或絕緣帶疊繞，疊繞方向應由下至上（水平方向疊繞除外） 5.6.6 電纜綁扎應緊固整齊、橫平豎直、外形美觀。 5.6.7電纜束中，各電纜應平整，電纜（束）在扎線桿（板）端部、分岔電纜束根部、電纜束拐彎處均應有束帶緊固。其它區(qū)段可用束帶進行連續(xù)或分段綁扎，但分段間隔不超過200mm。 5.6.8電纜與接線端采用螺紋式接線座連接時，接線柱對電線電纜的最低保持力應符合工藝文件的規(guī)定。 5.7線號標記 5.7.1每根電纜兩端必須有牢固的線號，每個插頭、

23、座，每個接線座（端子）上或安裝裝置處必須有清晰牢固的代號標記；銅母線要打鋼印號碼。導線標記至少要保持一個大修期。 5.7.2線號套管或線號標牌在電纜上應不易移動、視看方便，線號標注方法為機械制圖標注法，詳見TB/T 15082005第5.4.8款。 6A、B類的布線 6.1 A、B類布線除下面特殊要求外，其余可參照第4章電子裝置的布線。 6.2 A類中通信線的選擇 6.2.1各種專用于通信的通信線，如總線RS485、RS422、CAN 、RS232C等，應符合TB/T 1484.3通信網絡用電纜的規(guī)定。 20.75mm2雙絞屏蔽電纜（帶護套） 120.5mm210.5mm2三芯屏蔽電纜（帶護套

24、） 其它通信線可根據(jù)頻率來選擇各種雙絞屏蔽電纜或同軸電纜。 6.2布線原則 6.2.1 A、B類電纜至少離C類0.1m、離D類0.2m、離E類0.5m。對于個別確有困難達到上述要求時，必須用普列卡鋼質軟管、金屬管、線槽或其它措施加強屏蔽，隔離體要單獨接地，接地線長度應小于1m。 6.2.2 T如果不同類的電纜發(fā)生交叉，電纜與電纜之間宜成直角。 6.2.3 A類線應盡量布置在單獨的線槽或鋼管內，它不得與60V以上的控制線敷設在同一管道內，鋼管兩端應接地。 6.2.4 通信線的彎曲半徑不得小于5倍電纜外徑。 6.2.5 通信線應采用壓接工藝通過插頭插座連接。 6.2.6在兩個插頭（座）之間通信線必

25、須連續(xù)，禁止任何中間的連接，以減少通信信號的損失。 6.2.7 通信線的最末兩端應接端接器，其阻值必須與通信線的特性阻抗匹配。 6.4 WTB列車總線 6.3光纖布線 6.3.1光纜布放前，其兩端應貼有標簽，標明起始和終端位置，標簽應書寫清晰、端正和正確。 6.3.2布放光纜應平直，不得產生扭絞、打圈現(xiàn)象，不應受到外力擠壓和損傷。布放中應手持電纜以免光纖受力。 6.3.3 光纖彎曲半徑不小于100mm。 6.3.4 光纖的長度是預估的，對于長了的光纖，可在適當?shù)胤绞饋?，但要注意彎曲半徑?6.3.5光纖的插頭及星耦器，插件上的插座都有保護蓋，以防光路污染。連接時應取下保護蓋，并保存好保護蓋，

26、以便以后拆卸時仍可以保護。 技術要求（一）、操作面板1、操作面板的位置要合適，便于操作及操作者觀察設備運行情況。2、指示燈要求設置齊全，不同功能的指示燈，使用不同顏色。具體要求為：電源指示燈綠色，狀態(tài)燈黃色，故障燈紅色。3、按鈕開關設置齊全，能夠獨立運行的部件，都應有相應的手動操作按鈕。4、急停按鈕采用紅色蘑菇頭自鎖按鈕，連接常閉點。5、操作面板上的指示燈、按鈕開關等，要有明確的名稱指示標牌,并要可靠固定。標牌采用金屬刻字標牌。6、設備自動運行時，在任何位置，按停止鍵設備停止后，都能用手動操作恢復到初始狀態(tài)，并繼續(xù)自動運行。7、設備急停后，必須進行復位，才能進行手動操作；恢復到原位后，工作設備

27、才可以再次自動運行。8、操作面板打開時，應有防止操作面板打開過位、脫落的保護裝置；操作面板的電線引線要可靠固定，并在打開過程中移動部位留有一定長度的余量。9、操作臺箱體結構、元件布置結構應便于維修及部件更換。10、可移動式操作臺必須單獨內置或外置軟地線。11、對灰塵、水氣、油污比較大的環(huán)境，操作臺箱體要有良好的密封設施。（二）、控制柜1、控制柜要有標牌，標明設備型號、電氣容量等技術參數(shù)。2、控制柜應有電源總開關，電源總開關操作手柄應設置在控制柜兩端外側。3、控制柜應裝射照明燈。4、控制柜應有插座，2線，3線220V、5A以上的電源插座各一組。5、控制柜的各個元件應有永久性標牌，并應與圖紙的名稱

28、一致。標牌位置不能貼在元件上，應就近合理布置。6、控制柜元件布置位置應預留10%以上位置。7、接線端子板的同一端子位置，最多接3根電線。8、接線端子板要預留10%以上備用端子。9、導線接點要壓接專用接線端子，不得直接和端子板或元件連接。10、備用線應預留10%以上，并標有備用線號。11、控制柜元件固定方式要合理，便于拆裝；不允許采用螺絲、螺母穿孔固定方式。12、電氣配線應有標號，并與圖紙一致。標號要求為打印方式，長期使用不脫色，并能防水、防油。另外，同一電線兩端的標號必須相同，接到同一端子上的電線的標號相同。13、控制柜的鐵板厚度要保證強度,根據(jù)控制柜的大小,厚度要求不同。但一般鐵板厚度要大于1.0-1.2mm。14、控制柜的顏色為蘭色或深灰色。15、移動、運轉裝置的急停、安全裝置等互鎖信號，要求必須有繼電器等硬件觸點互鎖，不能只有軟件（PLC程序等）互鎖。16、電箱必須有可靠的接