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。

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