Die erste Schnittstellenanforderung betrifft die Stromversorgung des Hall-Sensors. Ingenieure m\u00fcssen wissen, welche Spannung die Sensorschaltung akzeptiert und in welchem Verh\u00e4ltnis diese Versorgung zur Steuerung steht.<\/p>\n
<\/span>Spezifizieren Sie die Anforderungen an Versorgungsspannung und -strom<\/span><\/h3>\nHalten Sie die Nennversorgungsspannung des Hall-Sensors, den zul\u00e4ssigen Betriebsbereich und den maximalen Versorgungsstrom fest. Diese Werte m\u00fcssen die tats\u00e4chliche Sensorbaugruppe beschreiben und nicht eine angenommene branchen\u00fcbliche Konfiguration.<\/p>\n
Die Steuerung muss die erforderliche Sensorversorgung w\u00e4hrend des normalen Betriebs aufrechterhalten. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei den Anlauf, die Motorbeschleunigung, Versorgungsst\u00f6rungen sowie alle Betriebsbedingungen, die die verf\u00fcgbare Spannung beeinflussen.<\/p>\n
Eine Nennspannung allein reicht nicht aus, da der Sensorbetrieb von der Spannung abh\u00e4ngt, die die Baugruppe tats\u00e4chlich erreicht. Steckverbinderwiderstand, Kabelverluste und Versorgungstoleranzen k\u00f6nnen diese Spannung beeinflussen.<\/p>\n
\n- Nennversorgungsspannung:<\/strong> Geben Sie die vorgesehene Sensor-Stromversorgung und deren elektrische Referenz an.<\/li>\n
- Betriebsspannungsbereich:<\/strong> Erfassen Sie die minimal und maximal zul\u00e4ssige Spannung an den Versorgungsanschl\u00fcssen des Sensors.<\/li>\n
- Versorgungsstrom:<\/strong> Geben Sie die erwarteten und maximalen Versorgungsanforderungen an, einschlie\u00dflich der relevanten Ausgangsbelastungsbedingungen.<\/li>\n
- Versorgungsschutz:<\/strong> Dokumentieren Sie die geltenden Anforderungen hinsichtlich Polarit\u00e4t, Transienten und Einschaltsequenz, ohne davon auszugehen, dass Schutzkomponenten installiert sind.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/span>Ermitteln Sie die R\u00fcckleitungs- und Erdungsbeziehungen des Sensors<\/span><\/h3>\nIdentifizieren Sie den Erdungsanschluss des Hall-Sensors und erl\u00e4utern Sie dessen Beziehung zur Signalreferenz des Controllers. Der R\u00fcckstrompfad des Motors und die Signalreferenz der Hall-Schaltung k\u00f6nnen unterschiedliche elektrische Anforderungen haben und sollten separat identifiziert werden.<\/p>\n
Motorenwicklungsstr\u00f6me k\u00f6nnen Spannungsunterschiede an gemeinsam genutzten Leitern verursachen. Diese Unterschiede k\u00f6nnen die Rauschmargen der Logik verringern, wenn Hall-Signale denselben R\u00fcckleitungspfad nutzen.<\/p>\n
Dokumentieren Sie, ob der Sensor-R\u00fcckleiter und die Motormasse intern, extern oder \u00fcber eine zugelassene Erdungsanordnung verbunden sind. Die Schnittstellenzeichnung sollte die beabsichtigte Verbindungsgrenze kennzeichnen.<\/p>\n
Wo eine Abschirmung erforderlich ist, ist zwischen dem Abschluss der Kabelabschirmung und dem Hall-Signalr\u00fcckleiter zu unterscheiden. Ihre Anschl\u00fcsse sollten dem genehmigten Erdungskonzept folgen und nicht einer willk\u00fcrlichen Verdrahtungskonvention.<\/p>\n
Definieren Sie au\u00dferdem das Verhalten des Sensors, wenn die Versorgungsspannung ausf\u00e4llt, w\u00e4hrend die Reglereing\u00e4nge weiterhin mit Spannung versorgt werden. Alle zul\u00e4ssigen Anforderungen hinsichtlich der R\u00fcckspeisung an den Eing\u00e4ngen oder des Schutzes m\u00fcssen f\u00fcr die tats\u00e4chliche Schaltung festgelegt werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Ausgangstyp, Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr Pull-up-Schaltungen und Logikschwellenwerte<\/span><\/h2>\nHall-Ausg\u00e4nge m\u00fcssen elektrisch mit den Reglereing\u00e4ngen kompatibel sein. Ein gemeinsamer Steckverbinder garantiert keine Kompatibilit\u00e4t, wenn sich Ausgangsstrukturen, Pull-up-Schaltungen und Logikschwellenwerte unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Identifizierung der Hall-Ausgangsschaltung<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt sollte jeden Hall-Ausgang als Open-Collector, Open-Drain, Push-Pull oder einen anderen dokumentierten Schaltungstyp kennzeichnen. Dies bestimmt, wie der Ausgang seine Logikpegel erzeugt.<\/p>\n
Open-Collector- und Open-Drain-Ausg\u00e4nge erfordern im Allgemeinen eine geeignete Pull-up-Verbindung, um einen hohen Pegel herzustellen. Push-Pull-Ausg\u00e4nge treiben ihre zul\u00e4ssigen High- und Low-Zust\u00e4nde aktiv an.<\/p>\n
Bei offenen Ausg\u00e4ngen ist zu kl\u00e4ren, wer den Pull-up-Widerstand bereitstellt. Dieser kann in die Motorbaugruppe integriert, im Controller installiert oder extern bereitgestellt sein.<\/p>\n
Eine unklare Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand kann dazu f\u00fchren, dass ein Ausgang schwebend bleibt oder eine inkompatible Last entsteht. Notieren Sie die zul\u00e4ssige Pull-up-Spannung, den Widerstandsbereich und die Strombegrenzungen f\u00fcr die ausgew\u00e4hlte Schnittstelle.<\/p>\n
\n- Ausgangsstruktur:<\/strong> Ermitteln Sie den Schaltungstyp und die Polarit\u00e4t des aktiven Signals f\u00fcr Hall A, Hall B und Hall C.<\/li>\n
- Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand:<\/strong> Geben Sie an, ob die Motoreinheit, die Steuerung oder eine externe Schaltung den erforderlichen Widerstand bereitstellt.<\/li>\n
- Ausgangsbelastung:<\/strong> Notieren Sie die geltenden Sink- oder Source-Strombegrenzungen sowie die Bedingungen, unter denen garantierte Logikpegel hergestellt werden.<\/li>\n
- Elektrischer Schutz:<\/strong> Ermitteln Sie die geltenden Eingangs- oder Ausgangsspannungsgrenzen, insbesondere wenn angeschlossene Schaltungen unterschiedliche Versorgungsspannungsbereiche verwenden.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/span>Trennen Sie Ausgangsgarantien von Empf\u00e4ngerschwellenwerten<\/span><\/h3>\nDie motorseitigen elektrischen Spezifikationen sollten die garantierte Ausgangs-Low-Spannung (VOL) und die Ausgangs-High-Spannung (VOH) unter definierten Versorgungs-, Temperatur- und Lastbedingungen angeben, sofern zutreffend.<\/p>\n
Diese Ausgangseigenschaften unterscheiden sich von den Empf\u00e4ngerschwellenwerten des Controllers. VIL bezeichnet die h\u00f6chste Spannung, die garantiert als \u201eLow\u201c erkannt wird, w\u00e4hrend VIH die niedrigste Spannung bezeichnet, die als \u201eHigh\u201c erkannt wird.<\/p>\n
Eine kompatible Schnittstelle erfordert, dass der \u201eLow\u201c-Pegel des Ausgangs im ung\u00fcnstigsten Fall unterhalb der zul\u00e4ssigen \u201eLow\u201c-Schwelle des Empf\u00e4ngers bleibt, wobei ausreichende Spielr\u00e4ume f\u00fcr elektrisches Rauschen und Spannungsunterschiede ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n
Ebenso muss der garantierte hohe Ausgangspegel den vom Empf\u00e4nger geforderten oberen Schwellenwert \u00fcberschreiten. Bei beiden Vergleichen sollten die geltenden Worst-Case-Betriebs- und Lastbedingungen zugrunde gelegt werden.<\/p>\n
Beispielsweise kann ein Ausgang, der \u00fcber einen Widerstand ansteigt, zwar einen geeigneten statischen hohen Pegel erreichen, erfordert jedoch dennoch eine Bewertung seiner elektrischen Belastung und der verf\u00fcgbaren St\u00f6rspannungsreserve.<\/p>\n
Ersetzen Sie garantierte Grenzwerte nicht durch typische Spannungsmessungen. Eine Schnittstelle, die in einer Laboranordnung funktioniert, kann bei zul\u00e4ssigen Bauteil- oder Betriebsschwankungen versagen.<\/p>\n
Wenn die Spannungsbereiche inkompatibel sind, dokumentieren Sie die erforderliche Pegelumsetzung oder Schnittstellenschaltung. Dynamische Anstiegszeiten, Ausbreitungsverz\u00f6gerungen und Filterung geh\u00f6ren zur Timing-Bewertung.<\/p>\n
<\/span>Steckerbelegung, Kontaktkennzeichnung und Betrachtungsrichtung<\/span><\/h2>\nEine Steckverbinder-Pinbelegung muss die physikalischen Kontakte eindeutig identifizieren, ohne dass Techniker die Aderfarben interpretieren oder erraten m\u00fcssen, welche Seite einer Steckverbinderzeichnung sie gerade betrachten.<\/p>\n
<\/span>Identifizieren Sie jeden Steckverbinderkontakt<\/span><\/h3>\nGeben Sie die Steckverbinderkennzeichnung, die Gegensteckverbindung, die Kontaktnummerierung und die Kodierungsanordnung an. Unterscheiden Sie den motorseitigen Steckverbinder von der gegensteckbaren Verbindung auf der Steuerungsseite.<\/p>\n
Weisen Sie den einzelnen Kontakten Hall A, Hall B, Hall C, Sensorversorgung und Signalr\u00fcckleitung zu. Dokumentieren Sie Abschirmungs-, Drain-, reservierte oder absichtlich nicht angeschlossene Kontakte separat.<\/p>\n
Ein als ungenutzt dargestellter Kontakt sollte nicht automatisch mit Masse verbunden werden. Seine zul\u00e4ssige Behandlung muss dem genehmigten elektrischen Entwurf und der Steckverbinder-Dokumentation entsprechen.<\/p>\n
Wenn mehrere Kabelbaumvarianten existieren, weisen Sie jeder Variante eine identifizierbare Zeichnungsrevision zu. Das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des Steckverbinders allein kann keine elektrische Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Baugruppen begr\u00fcnden.<\/p>\n
<\/span>Geben Sie die Blickrichtung auf die Steckfl\u00e4che an<\/span><\/h3>\n![\"BLDC](\"https:\/\/www.gian-transmission.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/bldc-hall-connector-orientation.jpg\" "\\"BLDC")
<\/p>\n
Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren
\n<\/strong><\/p>\n\n\n\nSchnittstellenfeld<\/strong><\/td>\nErforderliche Informationen<\/strong><\/td>\nNachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nSensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \nMassebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \nHall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \nPull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \nLogische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \nSteckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \nAusrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDiese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\nDrei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n
F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n
Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n
Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n
Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispielsektor<\/strong><\/td>\nHall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nS1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \nS2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \nS3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \nS4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \nS5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \nS6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n
Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n
<\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\nEin Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n
Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n
Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\nRichtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n
Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n
Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n
Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\nHall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\nDer mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n
Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n
Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n
Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n
Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n
Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\nEin Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n
Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n
Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
<\/span>Ermitteln Sie die R\u00fcckleitungs- und Erdungsbeziehungen des Sensors<\/span><\/h3>\nIdentifizieren Sie den Erdungsanschluss des Hall-Sensors und erl\u00e4utern Sie dessen Beziehung zur Signalreferenz des Controllers. Der R\u00fcckstrompfad des Motors und die Signalreferenz der Hall-Schaltung k\u00f6nnen unterschiedliche elektrische Anforderungen haben und sollten separat identifiziert werden.<\/p>\n
Motorenwicklungsstr\u00f6me k\u00f6nnen Spannungsunterschiede an gemeinsam genutzten Leitern verursachen. Diese Unterschiede k\u00f6nnen die Rauschmargen der Logik verringern, wenn Hall-Signale denselben R\u00fcckleitungspfad nutzen.<\/p>\n
Dokumentieren Sie, ob der Sensor-R\u00fcckleiter und die Motormasse intern, extern oder \u00fcber eine zugelassene Erdungsanordnung verbunden sind. Die Schnittstellenzeichnung sollte die beabsichtigte Verbindungsgrenze kennzeichnen.<\/p>\n
Wo eine Abschirmung erforderlich ist, ist zwischen dem Abschluss der Kabelabschirmung und dem Hall-Signalr\u00fcckleiter zu unterscheiden. Ihre Anschl\u00fcsse sollten dem genehmigten Erdungskonzept folgen und nicht einer willk\u00fcrlichen Verdrahtungskonvention.<\/p>\n
Definieren Sie au\u00dferdem das Verhalten des Sensors, wenn die Versorgungsspannung ausf\u00e4llt, w\u00e4hrend die Reglereing\u00e4nge weiterhin mit Spannung versorgt werden. Alle zul\u00e4ssigen Anforderungen hinsichtlich der R\u00fcckspeisung an den Eing\u00e4ngen oder des Schutzes m\u00fcssen f\u00fcr die tats\u00e4chliche Schaltung festgelegt werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Ausgangstyp, Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr Pull-up-Schaltungen und Logikschwellenwerte<\/span><\/h2>\nHall-Ausg\u00e4nge m\u00fcssen elektrisch mit den Reglereing\u00e4ngen kompatibel sein. Ein gemeinsamer Steckverbinder garantiert keine Kompatibilit\u00e4t, wenn sich Ausgangsstrukturen, Pull-up-Schaltungen und Logikschwellenwerte unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Identifizierung der Hall-Ausgangsschaltung<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt sollte jeden Hall-Ausgang als Open-Collector, Open-Drain, Push-Pull oder einen anderen dokumentierten Schaltungstyp kennzeichnen. Dies bestimmt, wie der Ausgang seine Logikpegel erzeugt.<\/p>\n
Open-Collector- und Open-Drain-Ausg\u00e4nge erfordern im Allgemeinen eine geeignete Pull-up-Verbindung, um einen hohen Pegel herzustellen. Push-Pull-Ausg\u00e4nge treiben ihre zul\u00e4ssigen High- und Low-Zust\u00e4nde aktiv an.<\/p>\n
Bei offenen Ausg\u00e4ngen ist zu kl\u00e4ren, wer den Pull-up-Widerstand bereitstellt. Dieser kann in die Motorbaugruppe integriert, im Controller installiert oder extern bereitgestellt sein.<\/p>\n
Eine unklare Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand kann dazu f\u00fchren, dass ein Ausgang schwebend bleibt oder eine inkompatible Last entsteht. Notieren Sie die zul\u00e4ssige Pull-up-Spannung, den Widerstandsbereich und die Strombegrenzungen f\u00fcr die ausgew\u00e4hlte Schnittstelle.<\/p>\n
\n- Ausgangsstruktur:<\/strong> Ermitteln Sie den Schaltungstyp und die Polarit\u00e4t des aktiven Signals f\u00fcr Hall A, Hall B und Hall C.<\/li>\n
- Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand:<\/strong> Geben Sie an, ob die Motoreinheit, die Steuerung oder eine externe Schaltung den erforderlichen Widerstand bereitstellt.<\/li>\n
- Ausgangsbelastung:<\/strong> Notieren Sie die geltenden Sink- oder Source-Strombegrenzungen sowie die Bedingungen, unter denen garantierte Logikpegel hergestellt werden.<\/li>\n
- Elektrischer Schutz:<\/strong> Ermitteln Sie die geltenden Eingangs- oder Ausgangsspannungsgrenzen, insbesondere wenn angeschlossene Schaltungen unterschiedliche Versorgungsspannungsbereiche verwenden.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/span>Trennen Sie Ausgangsgarantien von Empf\u00e4ngerschwellenwerten<\/span><\/h3>\nDie motorseitigen elektrischen Spezifikationen sollten die garantierte Ausgangs-Low-Spannung (VOL) und die Ausgangs-High-Spannung (VOH) unter definierten Versorgungs-, Temperatur- und Lastbedingungen angeben, sofern zutreffend.<\/p>\n
Diese Ausgangseigenschaften unterscheiden sich von den Empf\u00e4ngerschwellenwerten des Controllers. VIL bezeichnet die h\u00f6chste Spannung, die garantiert als \u201eLow\u201c erkannt wird, w\u00e4hrend VIH die niedrigste Spannung bezeichnet, die als \u201eHigh\u201c erkannt wird.<\/p>\n
Eine kompatible Schnittstelle erfordert, dass der \u201eLow\u201c-Pegel des Ausgangs im ung\u00fcnstigsten Fall unterhalb der zul\u00e4ssigen \u201eLow\u201c-Schwelle des Empf\u00e4ngers bleibt, wobei ausreichende Spielr\u00e4ume f\u00fcr elektrisches Rauschen und Spannungsunterschiede ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n
Ebenso muss der garantierte hohe Ausgangspegel den vom Empf\u00e4nger geforderten oberen Schwellenwert \u00fcberschreiten. Bei beiden Vergleichen sollten die geltenden Worst-Case-Betriebs- und Lastbedingungen zugrunde gelegt werden.<\/p>\n
Beispielsweise kann ein Ausgang, der \u00fcber einen Widerstand ansteigt, zwar einen geeigneten statischen hohen Pegel erreichen, erfordert jedoch dennoch eine Bewertung seiner elektrischen Belastung und der verf\u00fcgbaren St\u00f6rspannungsreserve.<\/p>\n
Ersetzen Sie garantierte Grenzwerte nicht durch typische Spannungsmessungen. Eine Schnittstelle, die in einer Laboranordnung funktioniert, kann bei zul\u00e4ssigen Bauteil- oder Betriebsschwankungen versagen.<\/p>\n
Wenn die Spannungsbereiche inkompatibel sind, dokumentieren Sie die erforderliche Pegelumsetzung oder Schnittstellenschaltung. Dynamische Anstiegszeiten, Ausbreitungsverz\u00f6gerungen und Filterung geh\u00f6ren zur Timing-Bewertung.<\/p>\n
<\/span>Steckerbelegung, Kontaktkennzeichnung und Betrachtungsrichtung<\/span><\/h2>\nEine Steckverbinder-Pinbelegung muss die physikalischen Kontakte eindeutig identifizieren, ohne dass Techniker die Aderfarben interpretieren oder erraten m\u00fcssen, welche Seite einer Steckverbinderzeichnung sie gerade betrachten.<\/p>\n
<\/span>Identifizieren Sie jeden Steckverbinderkontakt<\/span><\/h3>\nGeben Sie die Steckverbinderkennzeichnung, die Gegensteckverbindung, die Kontaktnummerierung und die Kodierungsanordnung an. Unterscheiden Sie den motorseitigen Steckverbinder von der gegensteckbaren Verbindung auf der Steuerungsseite.<\/p>\n
Weisen Sie den einzelnen Kontakten Hall A, Hall B, Hall C, Sensorversorgung und Signalr\u00fcckleitung zu. Dokumentieren Sie Abschirmungs-, Drain-, reservierte oder absichtlich nicht angeschlossene Kontakte separat.<\/p>\n
Ein als ungenutzt dargestellter Kontakt sollte nicht automatisch mit Masse verbunden werden. Seine zul\u00e4ssige Behandlung muss dem genehmigten elektrischen Entwurf und der Steckverbinder-Dokumentation entsprechen.<\/p>\n
Wenn mehrere Kabelbaumvarianten existieren, weisen Sie jeder Variante eine identifizierbare Zeichnungsrevision zu. Das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des Steckverbinders allein kann keine elektrische Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Baugruppen begr\u00fcnden.<\/p>\n
<\/span>Geben Sie die Blickrichtung auf die Steckfl\u00e4che an<\/span><\/h3>\n<\/p>\n
Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren
\n<\/strong><\/p>\n\n\n\nSchnittstellenfeld<\/strong><\/td>\nErforderliche Informationen<\/strong><\/td>\nNachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nSensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \nMassebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \nHall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \nPull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \nLogische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \nSteckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \nAusrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDiese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\nDrei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n
F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n
Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n
Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n
Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispielsektor<\/strong><\/td>\nHall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nS1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \nS2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \nS3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \nS4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \nS5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \nS6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n
Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n
<\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\nEin Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n
Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n
Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\nRichtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n
Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n
Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n
Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\nHall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\nDer mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n
Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n
Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n
Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n
Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n
Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\nEin Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n
Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n
Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
Hall-Ausg\u00e4nge m\u00fcssen elektrisch mit den Reglereing\u00e4ngen kompatibel sein. Ein gemeinsamer Steckverbinder garantiert keine Kompatibilit\u00e4t, wenn sich Ausgangsstrukturen, Pull-up-Schaltungen und Logikschwellenwerte unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Identifizierung der Hall-Ausgangsschaltung<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt sollte jeden Hall-Ausgang als Open-Collector, Open-Drain, Push-Pull oder einen anderen dokumentierten Schaltungstyp kennzeichnen. Dies bestimmt, wie der Ausgang seine Logikpegel erzeugt.<\/p>\n
Open-Collector- und Open-Drain-Ausg\u00e4nge erfordern im Allgemeinen eine geeignete Pull-up-Verbindung, um einen hohen Pegel herzustellen. Push-Pull-Ausg\u00e4nge treiben ihre zul\u00e4ssigen High- und Low-Zust\u00e4nde aktiv an.<\/p>\n
Bei offenen Ausg\u00e4ngen ist zu kl\u00e4ren, wer den Pull-up-Widerstand bereitstellt. Dieser kann in die Motorbaugruppe integriert, im Controller installiert oder extern bereitgestellt sein.<\/p>\n
Eine unklare Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand kann dazu f\u00fchren, dass ein Ausgang schwebend bleibt oder eine inkompatible Last entsteht. Notieren Sie die zul\u00e4ssige Pull-up-Spannung, den Widerstandsbereich und die Strombegrenzungen f\u00fcr die ausgew\u00e4hlte Schnittstelle.<\/p>\n
\n- Ausgangsstruktur:<\/strong> Ermitteln Sie den Schaltungstyp und die Polarit\u00e4t des aktiven Signals f\u00fcr Hall A, Hall B und Hall C.<\/li>\n
- Zust\u00e4ndigkeit f\u00fcr den Pull-up-Widerstand:<\/strong> Geben Sie an, ob die Motoreinheit, die Steuerung oder eine externe Schaltung den erforderlichen Widerstand bereitstellt.<\/li>\n
- Ausgangsbelastung:<\/strong> Notieren Sie die geltenden Sink- oder Source-Strombegrenzungen sowie die Bedingungen, unter denen garantierte Logikpegel hergestellt werden.<\/li>\n
- Elektrischer Schutz:<\/strong> Ermitteln Sie die geltenden Eingangs- oder Ausgangsspannungsgrenzen, insbesondere wenn angeschlossene Schaltungen unterschiedliche Versorgungsspannungsbereiche verwenden.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/span>Trennen Sie Ausgangsgarantien von Empf\u00e4ngerschwellenwerten<\/span><\/h3>\nDie motorseitigen elektrischen Spezifikationen sollten die garantierte Ausgangs-Low-Spannung (VOL) und die Ausgangs-High-Spannung (VOH) unter definierten Versorgungs-, Temperatur- und Lastbedingungen angeben, sofern zutreffend.<\/p>\n
Diese Ausgangseigenschaften unterscheiden sich von den Empf\u00e4ngerschwellenwerten des Controllers. VIL bezeichnet die h\u00f6chste Spannung, die garantiert als \u201eLow\u201c erkannt wird, w\u00e4hrend VIH die niedrigste Spannung bezeichnet, die als \u201eHigh\u201c erkannt wird.<\/p>\n
Eine kompatible Schnittstelle erfordert, dass der \u201eLow\u201c-Pegel des Ausgangs im ung\u00fcnstigsten Fall unterhalb der zul\u00e4ssigen \u201eLow\u201c-Schwelle des Empf\u00e4ngers bleibt, wobei ausreichende Spielr\u00e4ume f\u00fcr elektrisches Rauschen und Spannungsunterschiede ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n
Ebenso muss der garantierte hohe Ausgangspegel den vom Empf\u00e4nger geforderten oberen Schwellenwert \u00fcberschreiten. Bei beiden Vergleichen sollten die geltenden Worst-Case-Betriebs- und Lastbedingungen zugrunde gelegt werden.<\/p>\n
Beispielsweise kann ein Ausgang, der \u00fcber einen Widerstand ansteigt, zwar einen geeigneten statischen hohen Pegel erreichen, erfordert jedoch dennoch eine Bewertung seiner elektrischen Belastung und der verf\u00fcgbaren St\u00f6rspannungsreserve.<\/p>\n
Ersetzen Sie garantierte Grenzwerte nicht durch typische Spannungsmessungen. Eine Schnittstelle, die in einer Laboranordnung funktioniert, kann bei zul\u00e4ssigen Bauteil- oder Betriebsschwankungen versagen.<\/p>\n
Wenn die Spannungsbereiche inkompatibel sind, dokumentieren Sie die erforderliche Pegelumsetzung oder Schnittstellenschaltung. Dynamische Anstiegszeiten, Ausbreitungsverz\u00f6gerungen und Filterung geh\u00f6ren zur Timing-Bewertung.<\/p>\n
<\/span>Steckerbelegung, Kontaktkennzeichnung und Betrachtungsrichtung<\/span><\/h2>\nEine Steckverbinder-Pinbelegung muss die physikalischen Kontakte eindeutig identifizieren, ohne dass Techniker die Aderfarben interpretieren oder erraten m\u00fcssen, welche Seite einer Steckverbinderzeichnung sie gerade betrachten.<\/p>\n
<\/span>Identifizieren Sie jeden Steckverbinderkontakt<\/span><\/h3>\nGeben Sie die Steckverbinderkennzeichnung, die Gegensteckverbindung, die Kontaktnummerierung und die Kodierungsanordnung an. Unterscheiden Sie den motorseitigen Steckverbinder von der gegensteckbaren Verbindung auf der Steuerungsseite.<\/p>\n
Weisen Sie den einzelnen Kontakten Hall A, Hall B, Hall C, Sensorversorgung und Signalr\u00fcckleitung zu. Dokumentieren Sie Abschirmungs-, Drain-, reservierte oder absichtlich nicht angeschlossene Kontakte separat.<\/p>\n
Ein als ungenutzt dargestellter Kontakt sollte nicht automatisch mit Masse verbunden werden. Seine zul\u00e4ssige Behandlung muss dem genehmigten elektrischen Entwurf und der Steckverbinder-Dokumentation entsprechen.<\/p>\n
Wenn mehrere Kabelbaumvarianten existieren, weisen Sie jeder Variante eine identifizierbare Zeichnungsrevision zu. Das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des Steckverbinders allein kann keine elektrische Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Baugruppen begr\u00fcnden.<\/p>\n
<\/span>Geben Sie die Blickrichtung auf die Steckfl\u00e4che an<\/span><\/h3>\n<\/p>\n
Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren
\n<\/strong><\/p>\n\n\n\nSchnittstellenfeld<\/strong><\/td>\nErforderliche Informationen<\/strong><\/td>\nNachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nSensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \nMassebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \nHall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \nPull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \nLogische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \nSteckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \nAusrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDiese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\nDrei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n
F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n
Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n
Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n
Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispielsektor<\/strong><\/td>\nHall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nS1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \nS2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \nS3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \nS4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \nS5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \nS6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n
Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n
<\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\nEin Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n
Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n
Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\nRichtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n
Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n
Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n
Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\nHall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\nDer mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n
Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n
Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n
Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n
Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n
Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\nEin Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n
Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n
Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
<\/span>Trennen Sie Ausgangsgarantien von Empf\u00e4ngerschwellenwerten<\/span><\/h3>\nDie motorseitigen elektrischen Spezifikationen sollten die garantierte Ausgangs-Low-Spannung (VOL) und die Ausgangs-High-Spannung (VOH) unter definierten Versorgungs-, Temperatur- und Lastbedingungen angeben, sofern zutreffend.<\/p>\n
Diese Ausgangseigenschaften unterscheiden sich von den Empf\u00e4ngerschwellenwerten des Controllers. VIL bezeichnet die h\u00f6chste Spannung, die garantiert als \u201eLow\u201c erkannt wird, w\u00e4hrend VIH die niedrigste Spannung bezeichnet, die als \u201eHigh\u201c erkannt wird.<\/p>\n
Eine kompatible Schnittstelle erfordert, dass der \u201eLow\u201c-Pegel des Ausgangs im ung\u00fcnstigsten Fall unterhalb der zul\u00e4ssigen \u201eLow\u201c-Schwelle des Empf\u00e4ngers bleibt, wobei ausreichende Spielr\u00e4ume f\u00fcr elektrisches Rauschen und Spannungsunterschiede ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n
Ebenso muss der garantierte hohe Ausgangspegel den vom Empf\u00e4nger geforderten oberen Schwellenwert \u00fcberschreiten. Bei beiden Vergleichen sollten die geltenden Worst-Case-Betriebs- und Lastbedingungen zugrunde gelegt werden.<\/p>\n
Beispielsweise kann ein Ausgang, der \u00fcber einen Widerstand ansteigt, zwar einen geeigneten statischen hohen Pegel erreichen, erfordert jedoch dennoch eine Bewertung seiner elektrischen Belastung und der verf\u00fcgbaren St\u00f6rspannungsreserve.<\/p>\n
Ersetzen Sie garantierte Grenzwerte nicht durch typische Spannungsmessungen. Eine Schnittstelle, die in einer Laboranordnung funktioniert, kann bei zul\u00e4ssigen Bauteil- oder Betriebsschwankungen versagen.<\/p>\n
Wenn die Spannungsbereiche inkompatibel sind, dokumentieren Sie die erforderliche Pegelumsetzung oder Schnittstellenschaltung. Dynamische Anstiegszeiten, Ausbreitungsverz\u00f6gerungen und Filterung geh\u00f6ren zur Timing-Bewertung.<\/p>\n
<\/span>Steckerbelegung, Kontaktkennzeichnung und Betrachtungsrichtung<\/span><\/h2>\nEine Steckverbinder-Pinbelegung muss die physikalischen Kontakte eindeutig identifizieren, ohne dass Techniker die Aderfarben interpretieren oder erraten m\u00fcssen, welche Seite einer Steckverbinderzeichnung sie gerade betrachten.<\/p>\n
<\/span>Identifizieren Sie jeden Steckverbinderkontakt<\/span><\/h3>\nGeben Sie die Steckverbinderkennzeichnung, die Gegensteckverbindung, die Kontaktnummerierung und die Kodierungsanordnung an. Unterscheiden Sie den motorseitigen Steckverbinder von der gegensteckbaren Verbindung auf der Steuerungsseite.<\/p>\n
Weisen Sie den einzelnen Kontakten Hall A, Hall B, Hall C, Sensorversorgung und Signalr\u00fcckleitung zu. Dokumentieren Sie Abschirmungs-, Drain-, reservierte oder absichtlich nicht angeschlossene Kontakte separat.<\/p>\n
Ein als ungenutzt dargestellter Kontakt sollte nicht automatisch mit Masse verbunden werden. Seine zul\u00e4ssige Behandlung muss dem genehmigten elektrischen Entwurf und der Steckverbinder-Dokumentation entsprechen.<\/p>\n
Wenn mehrere Kabelbaumvarianten existieren, weisen Sie jeder Variante eine identifizierbare Zeichnungsrevision zu. Das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des Steckverbinders allein kann keine elektrische Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Baugruppen begr\u00fcnden.<\/p>\n
<\/span>Geben Sie die Blickrichtung auf die Steckfl\u00e4che an<\/span><\/h3>\n<\/p>\n
Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren
\n<\/strong><\/p>\n\n\n\nSchnittstellenfeld<\/strong><\/td>\nErforderliche Informationen<\/strong><\/td>\nNachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nSensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \nMassebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \nHall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \nPull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \nLogische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \nSteckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \nAusrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDiese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\nDrei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n
F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n
Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n
Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n
Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispielsektor<\/strong><\/td>\nHall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nS1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \nS2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \nS3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \nS4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \nS5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \nS6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n
Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n
<\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\nEin Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n
Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n
Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\nRichtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n
Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n
Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n
Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\nHall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\nDer mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n
Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n
Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n
Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n
Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n
Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\nEin Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n
Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n
Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
Eine Steckverbinder-Pinbelegung muss die physikalischen Kontakte eindeutig identifizieren, ohne dass Techniker die Aderfarben interpretieren oder erraten m\u00fcssen, welche Seite einer Steckverbinderzeichnung sie gerade betrachten.<\/p>\n
<\/span>Identifizieren Sie jeden Steckverbinderkontakt<\/span><\/h3>\nGeben Sie die Steckverbinderkennzeichnung, die Gegensteckverbindung, die Kontaktnummerierung und die Kodierungsanordnung an. Unterscheiden Sie den motorseitigen Steckverbinder von der gegensteckbaren Verbindung auf der Steuerungsseite.<\/p>\n
Weisen Sie den einzelnen Kontakten Hall A, Hall B, Hall C, Sensorversorgung und Signalr\u00fcckleitung zu. Dokumentieren Sie Abschirmungs-, Drain-, reservierte oder absichtlich nicht angeschlossene Kontakte separat.<\/p>\n
Ein als ungenutzt dargestellter Kontakt sollte nicht automatisch mit Masse verbunden werden. Seine zul\u00e4ssige Behandlung muss dem genehmigten elektrischen Entwurf und der Steckverbinder-Dokumentation entsprechen.<\/p>\n
Wenn mehrere Kabelbaumvarianten existieren, weisen Sie jeder Variante eine identifizierbare Zeichnungsrevision zu. Das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des Steckverbinders allein kann keine elektrische Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Baugruppen begr\u00fcnden.<\/p>\n
<\/span>Geben Sie die Blickrichtung auf die Steckfl\u00e4che an<\/span><\/h3>\n<\/p>\n
Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren
\n<\/strong><\/p>\n\n\n\nSchnittstellenfeld<\/strong><\/td>\nErforderliche Informationen<\/strong><\/td>\nNachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nSensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \nMassebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \nHall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \nPull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \nLogische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \nSteckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \nAusrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDiese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n
<\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\nDrei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\nDas Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n
F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n
Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n
Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n
Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispielsektor<\/strong><\/td>\nHall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\nN\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n\nS1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \nS2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \nS3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \nS4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \nS5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \nS6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n
Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n
<\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\nEin Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n
Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n
Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\nRichtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n
Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n
Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n
Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\nHall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\nDer mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n
Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n
Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n
Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n
Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n
Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\nEin Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n
Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n
Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
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Die Anordnung der Steckverbinder dient nur zur Veranschaulichung. Die Kontaktnummerierung, die Ausrichtung der Steckfl\u00e4che und die Aderbelegung m\u00fcssen der genehmigten Kabelbaumzeichnung entnommen werden und nicht den in einer Abbildung dargestellten Farben.<\/p>\n
Steckverbinderzeichnungen k\u00f6nnen von der Steckseite aus anders interpretiert werden als von der Kabeleinf\u00fchrungsseite. Diese Perspektiven kehren die scheinbare Anordnung bestimmter Kontakte um.<\/p>\n
Geben Sie die Blickrichtung neben dem Kontaktnummerierungsdiagramm an. Geben Sie die Ausrichtung der Nut oder der Verriegelung an, damit die Zeichnung w\u00e4hrend der Montage und Pr\u00fcfung verst\u00e4ndlich bleibt.<\/p>\n
Leitungsfarben k\u00f6nnen bei der Identifizierung von Leitern in einem kontrollierten Kabelbaum hilfreich sein, k\u00f6nnen jedoch dokumentierte Kontaktnummern und elektrische Funktionen nicht ersetzen. Es gibt keine universelle Hall-Leitungsfarbenzuordnung.<\/p>\n
Das Schnittstellenblatt sollte die Steckverbinderkennzeichnung mit den wesentlichen elektrischen Anforderungen kombinieren, w\u00e4hrend detaillierte mechanische Abmessungen weiterhin durch die genehmigten Steckverbinderzeichnungen geregelt werden.<\/p>\n
Tabelle 1. Elektrische Schnittstelle und Steckverbinderdokumentation f\u00fcr BLDC-Hall-Sensoren Diese Tabelle legt fest, welche Informationen die Entwicklungsteams austauschen m\u00fcssen. Die tats\u00e4chlichen Werte und Kontaktbelegungen m\u00fcssen der Dokumentation des ausgew\u00e4hlten Motors, des Kabelbaums und der Steuerung entnommen werden.<\/p>\n Drei digitale Hall-Kan\u00e4le k\u00f6nnen sechs Kommutierungssektoren innerhalb einer elektrischen Umdrehung identifizieren. Ihre Zustandsreihenfolge h\u00e4ngt jedoch von der Sensoranordnung, der Kanalbelegung und der Drehrichtung ab.<\/p>\n Das Schnittstellenblatt muss die Reihenfolge definieren, in der die Hall-Zust\u00e4nde dargestellt werden. Ein 3-Bit-Wert ist mehrdeutig, solange der Leser nicht wei\u00df, welches Bit welchem Sensor entspricht.<\/p>\n F\u00fcr das folgende Beispiel gilt die Bitreihenfolge Hall A, Hall B, Hall C von links nach rechts. Die Anordnung entspricht einem Hall-Schema mit 120 elektrischen Grad.<\/p>\n Die Drehung im Uhrzeigersinn ist in diesem Beispiel so definiert, dass man direkt vom Ende der Abtriebswelle aus auf den Motor blickt. Diese Konvention gilt nur f\u00fcr dieses Beispiel, nicht f\u00fcr jeden Motor.<\/p>\n Die folgenden sechs Zust\u00e4nde bilden eine elektrisch konsistente Abfolge, bei der sich bei jedem \u00dcbergang ein Hall-Kanal \u00e4ndert. Die umgekehrte Drehrichtung folgt der entgegengesetzten Zustandsreihenfolge.<\/p>\n Tabelle 2. Veranschaulichende 120-Grad-Hall-Zustandsabfolge<\/strong><\/p>\n Die Sektorbezeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und stellen keine absoluten Rotorwinkelreferenzen dar. Die Tabelle definiert weder die Phasenansteuerung noch die Schaltpolarit\u00e4t oder eine universelle Reihenfolge im Uhrzeigersinn.<\/p>\n Bei einer herk\u00f6mmlichen 120-Grad-Hall-Anordnung schlie\u00dfen die sechs aktiven Zust\u00e4nde im Allgemeinen 000 und 111 aus. Diese Einschr\u00e4nkung gilt f\u00fcr die angegebene 120-Grad-Anordnung und sollte nicht auf Hall-Sensoren mit anderem elektrischen Abstand \u00fcbertragen werden.<\/p>\n Eine Hall-Anordnung mit 60 elektrischen Grad kann einen anderen g\u00fcltigen Zustandssatz erzeugen, der 000 oder 111 enth\u00e4lt. Die G\u00fcltigkeit der Zust\u00e4nde muss daher anhand des angegebenen Sensorschemas bewertet werden.<\/p>\n Ein Hall-Zustand identifiziert nicht eigenst\u00e4ndig den korrekten Motorphasen-Ansteuerbefehl. Der Regler ben\u00f6tigt zudem die festgelegte Beziehung zwischen Sensor\u00fcberg\u00e4ngen und der elektrischen Position der Wicklung.<\/p>\n Dokumentieren Sie die physikalischen Motorphasenbezeichnungen, \u00fcblicherweise U, V und W, und geben Sie die Referenz an, die verwendet wird, um Hall-\u00dcberg\u00e4nge diesen Phasen zuzuordnen.<\/p>\n Das Kommutierungsverhalten des Reglers h\u00e4ngt zudem von seiner Betriebsart, den Ausgangskonventionen und der konfigurierten Phasenfolge ab. Eine Hall-Tabelle sollte nicht stillschweigend ein universelles Antriebsmuster vorschreiben.<\/p>\n \u00dcberpr\u00fcfen Sie w\u00e4hrend der Integration die Phasenbeziehung anhand kontrollierter Messungen und der genehmigten Reglerkonfiguration. Eine falsche Zuordnung kann zu Vibrationen, R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung, \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Strom oder einem fehlgeschlagenen Anlauf f\u00fchren.<\/p>\n Richtungsbezeichnungen werden mehrdeutig, wenn ein Ingenieur den Motor vom Wellenende aus betrachtet und ein anderer das gegen\u00fcberliegende Geh\u00e4useende als Bezugspunkt verwendet.<\/p>\n Halten Sie die definierte Betrachtungsposition, die positive Drehrichtung und die entsprechende beobachtete Hall-Sequenz fest. Ber\u00fccksichtigen Sie dabei alle anwendungsspezifischen Unterschiede zwischen der Wellendrehung und der Bewegung der angetriebenen Last.<\/p>\n Die Motordrehrichtung sollte \u00fcberpr\u00fcft werden, ohne davon auszugehen, dass das Vertauschen zweier Phasenleiter oder das Umkehren einer Softwareeinstellung die dokumentierte Beziehung zwischen Hall-Signal und Phase beibeh\u00e4lt.<\/p>\n Jede \u00c4nderung an der Phasenverdrahtung, der Zuordnung der Hall-Kontakte oder der Interpretation der Drehrichtung erfordert eine \u00dcberpr\u00fcfung der betroffenen Kommutierungskonfiguration und der zugeh\u00f6rigen Validierungsunterlagen.<\/p>\n Hall-\u00dcberg\u00e4nge sind an die Magnetfeldgeometrie des Motors gebunden. Ingenieure m\u00fcssen bei der Interpretation der R\u00fcckmeldung zwischen der elektrischen Rotorposition und der physikalischen Wellendrehung unterscheiden.<\/p>\n Der mechanische Winkel beschreibt die physikalische Drehung der Motorwelle. Der elektrische Winkel beschreibt die Rotorposition relativ zu einem sich wiederholenden Zyklus des Magnetfelds des Motors.<\/p>\n Bei einem Rotor mit mehreren Polpaaren umfasst eine mechanische Umdrehung mehrere elektrische Umdrehungen. W\u00e4hrend einer vollst\u00e4ndigen Wellenumdrehung durchl\u00e4uft das Magnetfeld f\u00fcr jedes Rotorpolpaar einen elektrischen Zyklus.<\/p>\n Die grundlegende Umrechnung lautet: elektrischer Winkel = mechanischer Winkel \u00d7 Anzahl der Polpaare. F\u00fcr beide Winkel m\u00fcssen einheitliche Winkeleinheiten und dieselbe definierte Drehreferenz verwendet werden.<\/p>\n Bei einem Beispielrotor mit vier Polpaaren entsprechen 30 Grad mechanischer Wellenrotation 120 Grad elektrischer Rotation. Dies ist keine Produktspezifikation.<\/p>\n Das Schnittstellenblatt muss die tats\u00e4chliche Anzahl der Polpaare ausdr\u00fccklich angeben. Ohne diese Angabe k\u00f6nnen die Drehzahlberechnungen des Reglers und die Umrechnungen von elektrischen in mechanische Positionen fehlerhaft sein.<\/p>\n Bei sechs gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Hall-\u00dcberg\u00e4ngen pro elektrischer Umdrehung betr\u00e4gt der nominelle mechanische Winkel zwischen benachbarten \u00dcberg\u00e4ngen 360 Grad geteilt durch das Sechsfache der Polpaare.<\/p>\n Die tats\u00e4chlichen \u00dcbergangspositionen k\u00f6nnen aufgrund der Sensorplatzierung, der magnetischen Eigenschaften und der Messbedingungen vom nominellen Abstand abweichen. Halten Sie die geltenden Toleranzen fest, anstatt von einer perfekten Ausrichtung auszugehen.<\/p>\n Ein Hall-Sensor-\u00dcbergang identifiziert eine magnetische Positionsreferenz, doch diese Referenz ist nicht automatisch auf einen bestimmten Phasen-Gegen-EMK-Nulldurchgang oder einen Regler-Schaltzeitpunkt ausgerichtet.<\/p>\n Legen Sie die Winkelbeziehung zwischen Sensor und Phase anhand einer eindeutig identifizierten elektrischen Referenz fest. Unterscheiden Sie die physikalische Einbaulage des Sensors von der w\u00e4hrend des Tests beobachteten \u00dcbergangsposition.<\/p>\n Winkelvers\u00e4tze sollten unter Angabe der Vorzeichenkonvention, der Richtungsreferenz und der Messbedingungen erfasst werden. Andernfalls kann derselbe numerische Versatz in entgegengesetzte Richtungen interpretiert werden.<\/p>\n
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\n Schnittstellenfeld<\/strong><\/td>\n Erforderliche Informationen<\/strong><\/td>\n Nachweis<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n Sensorversorgung<\/td>\n Nennspannung, zul\u00e4ssiger Bereich und maximaler Strom<\/td>\n Zugelassene elektrische Spezifikation und gemessene Versorgungsspannung<\/td>\n<\/tr>\n \n Massebezug<\/td>\n Sensor-R\u00fcckleitung, Beziehung zwischen Stromversorgung und Masse sowie Abschirmung<\/td>\n Schaltplan und \u00dcberpr\u00fcfung der Anschl\u00fcsse<\/td>\n<\/tr>\n \n Hall-Ausg\u00e4nge<\/td>\n Hall-A\/B\/C-Zuordnungen, Ausgangsstruktur und Polarit\u00e4t<\/td>\n Schaltungsbeschreibung und aufgezeichnete Signalzust\u00e4nde<\/td>\n<\/tr>\n \n Pull-up-Schaltung<\/td>\n Zugeh\u00f6rigkeit der Widerst\u00e4nde, zul\u00e4ssige Spannung und Last<\/td>\n Schematische Darstellung des Controllers und \u00dcberpr\u00fcfung der Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n \n Logische Kompatibilit\u00e4t<\/td>\n Garantierte VOL\/VOH- und Empf\u00e4nger-VIL\/VIH-Werte<\/td>\n Bewertung der Rauschreserve im ung\u00fcnstigsten Fall<\/td>\n<\/tr>\n \n Steckverbinderkontakte<\/td>\n Anzahl der Kontakte, Signalbezeichnungen und ungenutzte Kontakte<\/td>\n Pr\u00fcfung der genehmigten Pinbelegung und der Durchgangspr\u00fcfung<\/td>\n<\/tr>\n \n Ausrichtung des Steckverbinders<\/td>\n Sichtweise auf die Steckfl\u00e4che, Kodierung und Kabelbaumrevision<\/td>\n Kontrollierte Steckverbinderzeichnung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/span>Hall-Zustandssequenz, Phasenbeziehung und Drehrichtung<\/span><\/h2>\n
<\/span>Hall-Bit-Reihenfolge und Richtungszustands\u00fcberg\u00e4nge festhalten<\/span><\/h3>\n
\n\n
\n Beispielsektor<\/strong><\/td>\n Hall-Zustand A\/B\/C<\/strong><\/td>\n N\u00e4chster Zustand im Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n N\u00e4chster Zustand gegen den Uhrzeigersinn<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n S1<\/td>\n 001<\/td>\n 101<\/td>\n 011<\/td>\n<\/tr>\n \n S2<\/td>\n 101<\/td>\n 100<\/td>\n 001<\/td>\n<\/tr>\n \n S3<\/td>\n 100<\/td>\n 110<\/td>\n 101<\/td>\n<\/tr>\n \n S4<\/td>\n 110<\/td>\n 010<\/td>\n 100<\/td>\n<\/tr>\n \n S5<\/td>\n 010<\/td>\n 011<\/td>\n 110<\/td>\n<\/tr>\n \n S6<\/td>\n 011<\/td>\n 001<\/td>\n 010<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/span>Definieren Sie die Motorphasenbeziehung<\/span><\/h3>\n
<\/span>Legen Sie einen einheitlichen Betrachtungswinkel f\u00fcr die Drehrichtung fest<\/span><\/h3>\n
<\/span>Elektrischer Winkel, mechanischer Winkel und Anzahl der Rotorpolpaare<\/span><\/h2>\n
<\/span>Zusammenhang zwischen Wellenrotation und elektrischer Position<\/span><\/h3>\n
<\/span>Definition der Hall-Ausrichtung und der Rotorpositionsreferenzen<\/span><\/h3>\n
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