雅迪小科普：霍尔到底是个啥

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1、在电机所有配件里面，同学们最不了解的恐怕就是霍尔了，这玩意的性能品质看不见摸不着，连电机厂对他也是一知半解，本着事实越辩越清的原则，和大家聊聊这个神秘的小东西。霍尔全名叫霍尔传感器，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，由于霍尔的专业词汇太枯燥，在这里我们只简单介绍下。在霍尔没有出现之前，直流电机的换向只能靠碳刷与换向器来完成，而这两样东西是会存在磨损的，所以需要定期维护，而霍尔元件则不需要维护，所以无刷电机现在逐步成为直流电机的主力，而在无刷电机市场成为主力的，又是双极锁存型霍尔。所谓双极，指的是霍尔元件在一个感应面上既可以感应S极也可以感应N极，对应的单极霍尔一个面只

2、能固定感应N极或S极之间的一个；而锁存则是指霍尔在N极靠近时霍尔会维持这个信号状态，在S极靠近时才会变更状态，同理非锁存则不会维持状态，下面我们会以双极锁存霍尔为主作介绍。在介绍参数之前先说一下，很多修理铺或者电机厂都在吹霍尔如何神秘，其实打个简单的比方霍尔好比大门，电机好比房间，控制器好比外面的世界，这个门只负责开或者关，房间的装修或者外面天气的好坏与他无关；同理霍尔元件不过是感应磁钢磁场强度，电机功率电压扭矩这些硬指标一概不负责，并不是什么高科技的玩意。那么霍尔的参数关键在哪里呢？在笔者看来，只要掌握两个关键点，霍尔的性能好坏也就一目了然了。首先就是霍尔元件的高斯值

3、。数学里面有个很基础的东西叫坐标，霍尔元件的高斯值会在坐标上清晰反映出好坏，（高斯值说简单点和磁铁的磁通量是可以计算的）以圆点为中心，双极霍尔的高斯值以正负标识，坐标上霍尔的高斯数值越低，证明霍尔在较低的磁场就可以启动，反应越灵敏，就代表霍尔性能越好。按照数值来分类，正负50高斯反应值的，属于A+品质；正负70高斯的，属于A品质；正负90高斯的，属于B品质;正负120高斯的，属于C品，超过120高斯的怎么办？二级维修市场，那个标识3144的就是。有人也许会问：既然你说这个东西这么简单，那么为什么这东西那么容易坏？接下来我们先从霍尔的工作原理探讨，然后再来说最容易损坏的三

4、大原因。霍尔元件的工作原理是三个霍尔元件将电机转一圈的360度分成120度或60度来进行换向，其中120度角的换向方式，电机每转一圈每个霍尔元件工作一次；60度角换向的话则变成了两次，而这种相位角的选择则是由控制器指定的，与电机本身没有什么关系。不管是120度换向还是60度换向，霍尔元件在理论上都应该是标准等分圆，但理论在实际中会出现偏差，最终导致霍尔烧毁，这里面导致偏差的最大原因就是温度，而要说清楚温度造成霍尔烧毁必须从霍尔的工艺方式谈起。电动车电机用的霍尔元件是基于BIPOLAR工艺，这种工艺的优点是霍尔元件的耐压可以做到比较高（至少是54V以上），缺点则是对温度比

5、较敏感，会随着温度的漂移而造成高斯值的漂移，简称温飘（这个温飘随着厂家不同版本不同也导致完全没有规律可言，有朝大高斯值飘的也有朝低高斯值飘的），；除此之外还有一种工艺叫COMS工艺，这种工艺的好处是高斯值的对称可以做到很标准，而且不会有温飘，但缺点则是耐压无法做大（不能超过42V），以至于在电动车电机上面完全无法使用。这里需要八卦一个事情，一根筋的日本人在11年曾经尝试过将两种工艺结合，搞出了B-C工艺的霍尔，结果不但没能取两者的长处反而是将两者的缺点完全融合，成了一个笑话。温飘到100度以上时，霍尔的换向以及稳定度都会变得不易控制，会间接影响电机的效率，而低效率则会导

6、致温升近一步加剧，最终烧毁霍尔。谈完了温飘，另一个对霍尔元件致命的就是电压了。电动车上有三种不同电压：供电电压（根据电动车额定电压而定），照明电压（12V），霍尔电压（5V）。理论上来说，霍尔元件的工作电压是4.5-30V之间，而霍尔线路供电电压不会超过5V，按照道理是够了，但是由于这三种不同电压都是经过控制器释放出来的，在控制器处理三种不同电压时会产生杂波，而这个杂波一旦进入霍尔线路，击穿霍尔的可能性将会大大增加，这就需要电机匹配的控制器在滤波方面多下点功夫了。除了这个杂波之外还有另一种电压击穿，就是感应电动势击穿。当电机和控制器处于一个大扭矩工作状态时大家都有了烧毁

7、的可能，那么智能型的控制器会自动切断外来信号，无论是电池还是电机这时候他都不再负责联通，问题这时候电机不是智能的，他没有停下来，那么没有停下来的电机自然就转化成发电机继续运作，直到停下来为止。在停下来的时候如果正好是霍尔所在的位置，电动势会击穿霍尔，这也是霍尔元件烧毁的最大原因之一。在最后需要分析很多电机厂遇到的一个疑惑：现在的霍尼韦尔怎么不如以前了？亲啊亲，当年是36V250W电机在用霍尼韦尔的41，现在您都到了110V了，您还是这配置，烧了霍尔为何要怪别人？到底是谁告诉你36V可以用，100V也可以用的？