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霍尔元件在步进电机中的应用

文章出处:霍尔开关原创 人气:发表时间:2020-09-18 15:43
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。

在步进的电机驱动控制中,通常需要掌握电机在运动过程中的具体位置,称为定位控制,包括单点定位和过程定位。前者通常采用接近开关和光电开关,后者通常采用编码器和光栅尺,它们有以下区别:单点定位定位精度低,只能控制单个位置,使用的设备价格便宜。工艺定位定位精度高,可以控制整个行程的位置,使用的设备价格价格昂贵。在实际工业控制定位中,通常需要控制行程的位置,但不需要像编码器和光栅尺那样高的精度,价格也比较适中。霍尔交换机可以满足这一需求。
 
霍尔开关的工作原理是:在半导体晶片的两端施加一个控制电流1,在晶片的垂直方向上施加一个磁感应强度为b的均匀磁场,然后在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个电位差为UH的霍尔电压,其中UH=K是二者的关系,其中d是晶片的厚度,K称为霍尔系数,其大小与晶片的材料有关。
 
 
霍尔开关在步进直线电机中的应用:要在磁钢,安装磁盘,必须有一个周围有安装孔的磁盘,用于放置磁钢。磁盘上磁钢的编号决定了步进直线电机的位置分辨率。如如图4所示,光盘上有12个磁钢,因此步进直线电机的位置分辨率为12。安装在盘上磁钢数由盘的外径和磁钢的外径决定。在磁钢,规定的安装量范围内,用户可以自己选择位置分辨率。
 
步进直线电机中圆盘的安装:将带有磁钢的圆盘安装在电机后端的轴上,将霍尔开关安装在面向磁钢的电机后端盖上,将霍尔开关的端子1和2连接到5V,将电压表的两端连接到5V和端子3。可以看出,当磁钢靠近霍尔开关时,电压表从零变到5V,当磁钢远离霍尔开关时,电压表从5V变到零,当圆盘旋转一次时,电压变化12次。已知电机行进的距离和相邻两个磁钢电压变化时电压变化的频率,就可以知道电机在运动中的行程,从而实现位置控制。
 
霍尔开关用于控制电机的位置,其成本低价格且性能可靠。满足定位的一般控制要求,使用户广泛应用于工业控制领域,并产生较好的经济效益。