霍尔组件是电动自行车经常采用的控制型组件。转把发出速度控制指令后,无刷直流电动机在运转中的换向大多是采用霍尔组件来完成的。
霍尔组件用于无刷电动机,其作用是告知控制器何时改变电动机电流的方向。
将霍尔元件、放大器、温度补偿电路等集成在一个芯片上,即成为霍尔组件,如图2-71所示。其内部结构如图2-72所示。
1.霍尔组件的分类
霍尔组件按照输出方式可分为以下两类:
(1)线性输出方式的霍尔组件 当由强到弱的磁场靠近霍尔元件时,其输出电压随之逐渐增大或减小。
(2)开关输出方式的霍尔组件 当一个磁场靠近或远离霍尔元件时,其输出电压随之改变为低电平或高电平。
2.霍尔组件的检测
(1)引脚功能的判断 霍尔组件引脚功能的判断方法如下:
图2-71 霍尔组件
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图2-72 霍尔组件内部结构
1)根据霍尔导线的颜色判断。无刷电动机与控制器相连的霍尔线有5根,一般黑线为接地端,红线为电源正端,其余的黄、蓝、绿线则为霍尔信号输出端(接霍尔相线)。
2)直观判断法。将霍尔组件表面带字母的面朝上放置,中间脚为接地端,左脚为电源正端,右脚为信号输出端(接霍尔相线),如图2-73所示。
(2)霍尔组件的检测 一般来说,霍尔组件的故障主要有霍尔组件脱落、霍尔集成电路失效、霍尔引线断开等。
1)分解电动机,直按检测霍尔组件。选用数字万用表电阻挡,让红表笔接中间脚,若黑表笔接左脚(电源正端)时,其电阻值为无穷大(即显示“1”),则呈现断路状态;当黑表笔接右脚(相线脚)时,其电阻值一般为400~900Ω(不同霍尔组件间的电阻值有所不同),否则说明霍尔组件损坏。
2)检测霍尔相线电压。把电动机与控制器连接好,并接通电源,选用数字万用表10V直流电压挡,让黑表笔接黑色霍尔导线,红表笔接红色霍尔电源线,即测霍尔组件的电源电压,一般为5V,但也有4.5V或6.25V的。
在霍尔导线及连接正常的情况下,进行以下测量:若霍尔电源电压为5V,则将黑表笔接黑线,红表笔接蓝线(或黄线、绿线),慢慢转动后轮,万用表读数按0~5V顺序变化为正常,若长期处于高电位5V,或长期处于低电位0V,则说明蓝线对应的霍尔组件损坏。其他霍尔组件的测量以此类推。
3)不分解电动机检测霍尔引线间的电阻值。将电动机与控制器相连的插接器去掉,同时把数字万用表的挡位开关旋至二极管挡,将万用表的红表笔接霍尔接地线,黑表笔分别接霍尔相线(即蓝线、绿线、黄线),3个电阻值应基本一致,然后将黑、红表笔对调,分别测量3线的电阻值,也应基本一致。若所测某线电阻值与其他2线电阻值相差很大,则说明与其相对的传感器异常。
图2-73 霍尔组件的引脚排列
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