電動車主要零部件霍爾元件的作用和結構

電動車主要零部件霍爾元件的作用和結構

一、霍爾元件

1．霍爾元件的作用和結構

電動機霍爾元件用於無刷電動機中，其作用是告知控制器何時改變電動機電流方向。不同電動機安裝霍爾元件的正反位置有多種。一般情況下，60°相位角的3個霍爾元件應平行放置；120°相位角的3個霍爾元件也應平行放置，但中間一個霍爾元件呈翻轉狀態。霍爾元件在電動機上的放置位置如圖1所示，其外形如圖2所示。

圖1 霍爾元件在電動機上的位置

圖2 霍爾元件的外形

2．霍爾元件引腳功能的判斷

（1）直觀判斷法

將霍爾元件正放（即霍爾元件表面帶字母的面朝上），中間腳為霍爾接地端，左腳為霍爾電源正端，右腳為霍爾信號輸出端（即接霍爾相線），其引腳功能如圖3所示。

圖3 霍爾元件的引腳功能

（2）霍爾導線的顏色

無刷電動機上與控制器相連的霍爾線有5根，一般黑色線接霍爾接地端，紅色線接霍爾電源正端，其餘的黃、藍、綠線接霍爾信號輸出端（即接霍爾相線），如圖4所示。

圖4 根據霍爾導線分辨霍爾元件引腳功能

3．霍爾元件的測量

霍爾元件的故障主要有霍爾元件脫落、霍爾集成電路失效、霍爾引線斷開等。當懷疑霍爾元件損壞時，應按以下方法進行測量。

方法一：通過測量霍爾相線電壓來判斷霍爾元件的好壞。

① 把電動機與控制器連接好，並接通電源，按圖5所示方法測量霍爾電源電壓。選用數字式萬用表的20V直流電壓擋，讓黑表筆接霍爾元件的黑色導線，紅表筆接霍爾元件的紅色電源線，即測霍爾元件的電源電壓，一般為5V，但也有4.5V或6.25V的，實際測量時有可能偏小。

圖5 霍爾電源線的測量

② 在霍爾元件引線及連接無異常的情況下，可進行以下測量：若霍爾電源電壓為5V，用萬用表黑表筆接黑色線，紅表筆接藍色線（或黃色線、綠色線），用手慢慢轉動後輪，萬用表顯示0V或5V為正常，有時略低於5V也為正常，測量方法如圖6所示。若長期處於高電位5V，或長期處於低電位0V，則表明藍色線對應的霍爾元件損壞。其他霍爾元件的測量可以依此類推。

方法二：不分解電動機，通過測量霍爾引線間的電阻來判斷霍爾元件的好壞。

① 將電動機與控制器相連的插接器去掉，同時把數字式萬用表的擋位旋鈕旋至“二極管”擋。

② 使萬用表的紅表筆接霍爾接地線，黑表筆分別接霍爾相線（即藍、綠、黃色線），3個電阻值應基本一致。然後將黑、紅表筆對調，分別測量三線阻值，也應一致。若所測某相阻值與其他兩相阻值相差懸殊，則表明該線相對應的霍爾元件異常。

圖6 霍爾相線電壓的測量

方法三：分解電動機，對霍爾元件進行直接測量。

選用數字式萬用表的電阻擋，讓紅表筆接中間的接地端，黑表筆接左邊的電源正端時，其電阻為無窮大（即顯示“1.”），呈斷路狀態，如圖7所示。若黑表筆接右邊的輸出端，紅表筆不動時，其電阻一般為400～900 （對於不同霍爾元件，該電阻有所不同），否則表明霍爾元件損壞。

圖7 用數字式萬用表測量霍爾元件