TIM-有感BLDC转速解析

TIM-有感BLDC转速解析

1、基本概念解析

霍尔传感器的原理：通电线圈产生的磁场会使得转子所在位置会产生磁场，其中离得最近的霍尔传感器的磁场最强，进而导致最近霍尔传感器会产生最大的电压信号，这个最大的电压信号就是霍尔传感器的输出信号。

换相对应程序中的变化：当霍尔信号每变化一次的时候，就会产生一次霍尔触发中断，也就是我们常说的换相。

极对数与旋转磁场转过角度的关系：

1对极电机，当电流变化一次即一个周期时，此时旋转磁场会转过360°

即此时电机转一圈，电流会变化一次

2对极电机，当电流变化一次时，此时旋转磁场会转过180°

即此时电机转一圈，电流会变化两次

4对极电机，当电流变化一次时，此时旋转磁场会转过90°

即此时电机转一圈，电流会变化四次

霍尔120°分布说明：常用的三相无刷直流电动机，一般有3个位置传感，在120°霍尔分布中输出的波形的相位差为120°电角度。3个位置传感器出来的信号分布为6种状态。

2、举例说明电机旋转与霍尔状态变化的关系

以一个4对极电机为例，假设霍尔传感器呈比较常见的120°分布。下图为模拟4对极电机在变换完成6个霍尔状态后所处的位置以及6个状态分别对应的霍尔信号。

由上图可得，当这6个状态监测完成的时候，相当于转子旋转了90°的机械角度，此时旋转磁场转过90°，且电流仅变化了一次。故同理可得，当电机旋转完一圈时，电机会监测出4*6=24个霍尔状态，即电流发生了4次变化。

3、举例说明有感BLDC转速计算方法

假设电机为4对极电机，且霍尔传感器120°分布。设定一个定时器中断，每50ms进入中断计算一次数据。

在这个50ms的时间内，假设霍尔传感器触发了N次中断

由：霍尔信号变化一次，进一次霍尔触发中断，即进行一次换相。（目前设定进行了N次换相）

由：电机4对极，即由4*6=24个霍尔状态，电机转动一圈会产生24个霍尔状态，发生24次换相。

将50ms单位换算成min即为50/1000/60min

得：转速=N/24/(50/1000/60)r/min=50Nr/min

4、计算方式局限性说明

由最终的转速公式：转速=50Nr/min可以看出来，小的误差经过最终计算会被放大到50倍

举例说明一下：

50ms内霍尔中断进入了24次，即电机转了360°，转速即为1200r/min

50ms内霍尔中断进入了25次，即电机转了375°，转速即为1250r/min

也就是说电机中断进入的次数只能是整数，且每次进入中断转速的变化为50r/min

也就是说此时固定会存在50r/min的误差，且无法测量出例如1200r/min到1250r/min之间的转速。