Что такое датчик холла в электровелосипедах

Что такое датчик холла в электровелосипедах

cvan,
вам прежде всего нужно купить контроллер , который умеет работать как с Холлами , так и в безхольном варианте.
А мотор конечно же с Холлами.
И у вас будет возможность самому убедится в преимуществах того или иного способа.

И еще в таком случае у вас , в случае пробоя Холла , прямо в полевых условиях будет возможность переобучить контроллер на безхольный вариант , и поехать дальше.

_________________
Э-вел,3 кВт Quanshun,Келли 200А,ли-ион,3.2кВтЧ,(LG 48АЧ, 21S) , max 75 км\ч, > 60 000 км

Заголовок повідомлення: Re: Зачем нужны датчики холла?
#59762 31 трав 2018, 18:39

Власник електровелосипеда

cvan писав(ла):
Зачем нужны датчики холла в мотор-колесах?

По датчиках холла синхронный мотор знает, в каком положении в конкретный момент времени находится ротор, и подает на определенные фазы напряжения. Всего комбинаций — 2 в степени 3, то есть 8, но две комбинации никогда не возможны, значит рабочих комбинаций шесть. Как и шесть вариантов подачи питания на три фазных провода. Смотрите анимацию:

в блочном контроллере в каждый момент времени «плюс» подается на одну фазу, а «минус» на какую то другую, а треться висит в воздухе, но когда мотор вращается, она относительно двух подключеных фаз генерирует ЭДС, и по этому напряжению «бездатчиковый» контроллер может определить, в каком положении ротор, затем переключает плюс или минус на свободную фазу, а та что освободилась уже используется для замера положения ротора, и так сотни раз в секунду по очереди). При бездатчиковом старте контроллер подает на фазы питание случайным образом, да бы мотор хоть как то дернулся для определения положения по ЭДС, по этому часто в бездатчиковом режиме стартует назад, а за долю секунды уже куда надо.

контроллеры, в которых используются все три фазы для вращения мотора (синусные, векторные) не могут работать без датчиков холла или любого другого датчика положения ротора.

Датчики холла SS41F для мотор-колес

Цифровой биполярный датчик холла. SS41F применяется для контроля положения ротора различных моторов, электродвигателей, в частности, в индивидульном электротранспорте: мотор-колеса электровелосипедов, электроскутеров, электробайков и т.п.

Характеристики:
Напряжение питания: от 4.5v до 24v
Рабочая температура: от -40 до +150 С
Максимальный выходной ток: 20mA
Тип корпуса: TO-92UA (TO-92S)

Цена указана за 1 штуку. Рекомендуется менять сразу 3 датчика холла в мотор-колесе.

Похожие товары

Разъемы универсальные 3.5 мм

Разъемы универсальные 3.5 мм Ток продолжительный – 25А, пиковый 50А Цена за пару
Распродано

Провода медные в силиконовой оплетке 14 AWG

Провода силовые, многожильные, силиконовые. Черные и красные 14 AWG — Гибкая, высокотемпературная силиконовая оболочка, стойкость к температуре до 200 градусов по Цельсию — Ток продолжительный 25А, кратковременно 50А — Сечение проводника около 2.0мм2 Цена указана за 1 метр

Картонные изоляционные колечки для элементов 18650

Картонные изоляционные прокладки (колечки) с клейкой основой для аккумуляторов формата 18650. Изготовлены из специального плотного термостойкого картона. Наклеиваются на плюсовой контакт аккумуляторного элемента во избежание короткого замыкания Цена указана за штуку

Распродано

Спица 13G

Утолщенные спицы 13G (толщина 2.3мм) с ниппелями для спицовки мотор-колес Цвет: черный/серебристый Цена указана за 1 спицу + 1 ниппель

Распродано

Спицевой ключ

Спицевой ключ для подтяжки ниппелей спиц велосипеда. Подходит для работы со спицами нескольких размеров — 8/10/11/12/13/14G Спицевой ключ изготовлен из прочной стали

-33% Хит продаж

Усилители дропаутов для электровелосипеда

Усилители дропаутов для мотор колес электровелосипедов разных видов Материал: сталь марки 09г2с (крепкая) Толщина деталей: 4 мм Размер отверстия под ось: 9.8×12мм или 9.8×14мм (+-0.1мм) В комплекте с усилителями дропаутов идут: болты, шайбы, гроверы и гайки М6 Хомуты опционально: 35 р за шт (добавьте в заказ при необходимости) Один усилитель состоящий из двух деталей стоит 500 руб, окрашивание +100 руб Чтобы установить усилители на обе стороны мотор-колеса, вам нужно два усилителя (4 детали соответственно) Для всех передних моторов мы рекомендуем устанавливать 2 усилителя Доставка почтой обычно составляет 250-350 руб СДЭК 350-450 руб Дополнительная информация по товару находится ниже

Зачем нужен датчик Холла в электросамокате

С развитием электроники и мощных емкостных аккумуляторов самокаты и велосипеды стали оснащаться электродвигателями.

За их работу отвечает умная электроника. Статья даст подробное описание, что такое датчик Холла в электровелосипеде и электросамокате. Будет описано назначение этих устройств, принцип работы и способы устранения неисправностей.

Эффект Холла

Прежде чем разобраться, для чего нужны датчики Холла в самокате, необходимо понимать, на каком эффекте основана его работа. Такой эффект был открыт Эдвином Холлом и получил свое название в честь его первооткрывателя. Именно он провел эксперимент с воздействием магнитного поля на электрический проводник. Суть эксперимента в следующем:

1. Две грани золотой пластины были подключены к электрическому току.
2. Пластину поместили между полюсами магнитов.
3. При воздействии магнитного поля, на 2 других гранях золотой пластины появился слабый электрический ток.

Данный опыт показал, что под воздействием магнитного поля формируется слабая, но постоянная разница потенциалов на поверхности проводника.

Современный элемент Холла отлично подходит для контроля положений вращающихся частей электродвигателя. Нашел он свое применение и в конструкции различных электросамокатов и электровелосипедов.

Электросамокат

Помимо электросамоката, принцип Холла используются в двигателе и ручке газа электровелосипеда. Оба этих транспортных средства конструктивно схожи: имеют синхронный трехфазный электродвигатель, блок контроля и ручку газа.

Ручка газа

В ручке газа электросамоката установлен элемент холла модели «SS49Е».

Работает система по следующему принципу:

1. Ручка оснащена постоянным магнитом. Магнит имеет равноименные полюса.
2. Внутри ручки, между постоянным магнитом закреплен аналоговый биполярный датчик Холла.
3. При проворачивании ручки, датчик смещается относительно магнитного поля, а значит меняется частота и напряжение электрического поля. Эти данные передаются на блок управления, который на основе выходного напряжения увеличивает или снижает количество оборотов электромотора устройства.

Датчик Холла в ручке газа достаточно надежен. Он представляет собой биполярный элемент с тремя выходами:

1. Контакт «1» — «+».
2. Контакт «2» — «-».
3. Контакт «3» — «выход».

Датчик срабатывает только при воздействии магнитного поля. Проверить его работоспособность можно следующим образом:

1. На контакт «+» подать напряжение 5 вольт.
2. Подключить красный щуп вольтметра к контакту «выход».
3. Черный щуп вольтметра подключить к контакту «-».
4. Подвести магнит к датчику.

Исправный элемент должен сработать при воздействии постоянного магнита и показать на выходе напряжение 5 вольт.

Двигатель

Электромотор электрического самоката также оснащен контроллерами Холла. Они установлены в колесе самоката. Всего их три. Электрические велосипеды и самокаты оснащаются датчиками «SS41» или их точными аналогами.

Работают элементы следующим образом:

1. В колесо установлен электрический трехфазный двигатель синхронного типа.
2. На поверхности статора установлена печатная плата с вмонтированными датчиками Холла.
3. Каждый датчик отвечает за одну фазу двигателя.
4. При подаче напряжения на обмотки двигателя, создается ЭДС при взаимодействии с постоянным магнитом.
5. Колесо начинает вращаться.
6. Для удерживания постоянных оборотов, контроллер посылает сигналы определенной частоты именно в момент прохождения ротора через магнитное поле.
7. Положение ротора в момент оборота определяется датчиками Холла.
8. Каждая обмотка в момент воздействия ротора, становится электрическим магнитом и открывает прохождение тока через датчик Холла.
9. Этот сигнал поступает на контроллер, и процесс повторяется.

Работа и вращение колеса осуществляется по правильной комбинации. Всего их 6. Происходит это так:

1. Контроллер подает «+» на одну фазу двигателя.
2. Минус подается на фазу «2».
3. Третья фаза остается без напряжения.
4. Вращение создает чередование подачи напряжения. Теперь на фазу «-» поступает «+», а на пустую фазу подается «-».

Именно за эту последовательность чередований и отвечает каждый датчик Холла, открываясь в момент появления магнитного поля на определенной фазе.

Датчики очень чувствительны к воздействию влаги, нагрузки и повышению температуры. В мотор-колесе, могут выйти из строя сразу все элементы или один из трех. Проверить датчики на работоспособность можно ранее описанным способом.

Дополнительное оборудование

По причине высокой скорости, электрические самокаты и велосипеды оснащаются дополнительным элементом Холла. Этот датчик отвечает за контроль скорости вращения колеса. Работает устройство по принципу считывания количества сигналов, поступающих от колеса самоката. Чем больше таких сигналов, тем выше скорость поступления импульсов от контроллера на колесо. Таким образом сохраняется интенсивность поступления сигналов, сохраняется скорость вращения.

Электрические велосипеды оснащаются дополнительной системой «PAS».

Система позволяет взаимодействовать педалям велосипеда с его электродвигателем. Работает механизм следующим образом:

1. Датчик Холла цифрового типа устанавливается на «каретку» велосипеда.
2. Ось этой «каретки» оснащена постоянными магнитами.
3. Вращая педали, владелец приводит в движение постоянные магниты.
4. Магниты вращаются вокруг датчика Холла.
5. Импульсный сигнал от датчика передается на блок контроля.
6. Блок, получив электрический импульс, передает на колесо напряжение заданной величины для запуска электрического двигателя.
7. Двигатель запускается и приводит в движение мотор-колесо.

Такая система способна работать без ручек газа, но является не безопасной. Мотор-колесо без дополнительного контроля может самопроизвольно увеличить скорость.

Характеристики и схемы подключения

Элементы Холла в конструкции электрических самокатов имеют разные характеристики. Из-за этого они не могут быть взаимозаменяемыми. Например, элемент Холла в ручке газа нельзя устанавливать на колесо.

Модель «SS41» имеет следующие характеристики:

1. Устанавливается только на колесо.
2. Относится к биполярному цифровому типу.
3. Рабочее напряжение 4.5–24 В.
4. Потребляемы ток 15 мА.
5. Выходной контакт имеет направление втекания тока.

Эти элементы стоят непосредственно на статоре двигателя.

Модель «SS49Е» для ручки газа. Характеристики:

1. Тип линейный.
2. 2.Рабочее напряжение 3.0–6.5 В.
3. Максимальный выходной ток 20 мА.
4. Время отклика 3 мс.
5. Аналогичные устройства на рынке — AH49E, SS-49(E), 49E.

Для обоих типов датчиков характерна рабочая температура в пределах 40–110 градусов. При замене неисправных датчиков очень важно обращать внимание, какие элементы используются в качестве аналогов. Они должны полностью совпадать по своим характеристикам с вышедшим из строя элементом.

Заключение

Датчики Холла для электрического транспорта имеют важное значение. Они помогают значительно сократить количество механических деталей и узлов. За счет установки миниатюрных устройств, производители существенно увеличивают рабочие характеристики и постоянную динамику вращения мотор-колеса таких транспортных средств.

Как проверить датчики Холла в мотор-колесе?

Датчики Холла – это маленькие электронные устройства, реагирующие на магнитное поле. Именно по ним синхронный двигатель узнает, в каком положении в данный момент времени пребывает ротор, и подает напряжение на определенные фазы. Вот зачем нужны датчики Холла в мотор-колесе – они отвечают за правильное чередование фаз и обеспечивают вращение мотора. Эффект Холла используется при создании датчиков положения, устанавливаемых в редукторных и прямоприводных мотор-колесах электровелосипедов и других видов транспорта. Кроме мотор-колес, такие элементы (но только другого типа) устанавливаются в ручках газа. Они создают управляющий сигнал для контроллера. Принцип их работы заключается в создании в проводнике с током, находящемся в магнитном поле, поперечной разности потенциалов. Внешне такие датчики представляют собой компактные устройства с 3 выводами – аналоговым или цифровым и 2 выводами питания. От индуктивных датчиков они выгодно отличаются пропорциональностью выходного сигнала магнитному полю, а не скорости его изменения.

Причины и диагностика поломки датчиков положения

• значительный перегрев электромотора – выше 150–180 °С;
• механические повреждения;
• скачки напряжения;
• попадание воды внутрь корпуса электродвигателя или ручки газа.

Явным признаком поломки датчиков Холла считается подергивание МК при старте во время поворота ручки газа. Для диагностики такой неисправности достаточно вольтметра. Также для проверки работоспособности мотор-колеса, контроллера или ручки газа удобно воспользоваться диагностирующим тестером. Он позволяет продиагностировать датчики положения и обмотки, выявить имеющиеся дефекты, проверить фазовый угол и корректность переключения фаз.

Мониторинг работы ручки газа

На ручку газа от контроллера идет 3 провода:

1. «ноль» – черный;
2. питание 5 В – красный;
3. управляющий сигнал, подающийся с ручки газа на контроллер (напряжение меняется в диапазоне 0–4,2 В, в зависимости от угла поворота ручки) – зеленый.

Для проверки работоспособности датчиков Холла в ручке акселератора необходимо измерить вольтметром напряжение на красном проводе. К нему нужно подключить «+» клемму прибора, а к черному проводу – минусовую. Если в исследуемой цепи нет напряжения 5 В, причина неполадок кроется не в ручке газа. Возможно, неисправен контроллер, или на него не поступает питание, или произошел обрыв проводки, идущей от контроллера к ручке акселератора.

Если же вольтметр показывает подачу напряжения на ручку акселератора, но при ее плавном повороте напряжение на зеленом проводе отсутствует, причина неполадок кроется в неисправности, как минимум, одного из датчиков Холла или подходящих к нему проводов. Неисправные элементы подлежат замене.

Проверка датчиков Холла в мотор-колесе

Перед ремонтом мотор-колеса нужно при помощи тестера или вольтметра проверить состояние датчиков Холла. Алгоритм действий таков: подключить тестер или подать напряжение +5 В и, вращая ось мотора, понаблюдать за изменением напряжения на сигнальной ноге. Проще поддаются ремонту моторы с винтами в боковой крышке. Если же крышка имеет резьбу, открутить ее сложнее – понадобятся специальные съемники.

Если при разборке мотора окажется, что обмотки потемнели (сгорели), восстановлению он не подлежит. Если же с обмотками все в порядке, обратите внимание на провода, идущие через ось к 3 миниатюрным датчикам. Обычно они посажены на силиконовый клей в нише, совпадающей по форме с геометрий корпуса датчика.

Замена датчиков Холла

Суть ремонта сводится к замене неисправных датчиков и восстановлению провода (при необходимости). Неисправные датчики нужно заменить – извлечь из паза в статоре, удалить остатки электронного устройства и следы клея, зачистить место монтажа и установить новые элементы. Контакты нужно припаять и изолировать. Для фиксации новых датчиков можно воспользоваться эпоксидной смолой или подходящим клеем. После ремонтных работ остается проверить исправность МК.

На видео наглядно демонстрируется, как работает мотор-колесо с неисправным датчиком Холла, поясняется, как выявить нерабочий датчик и правильно заменить его.