技术话题：电动车电机霍尔元件的作用和结构，太详细了

一、霍尔元件

1．霍尔元件的作用和结构

电动机霍尔元件用于无刷电动机中，其作用是告知控制器何时改变电动机电流方向。不同电动机安装霍尔元件的正反位置有多种。一般情况下，60°相位角的3个霍尔元件应平行放置；120°相位角的3个霍尔元件也应平行放置，但中间一个霍尔元件呈翻转状态。霍尔元件在电动机上的放置位置如图1所示，其外形如图2所示。

图1 霍尔元件在电动机上的位置

图2 霍尔元件的外形

2．霍尔元件引脚功能的判断

（1）直观判断法

将霍尔元件正放（即霍尔元件表面带字母的面朝上），中间脚为霍尔接地端，左脚为霍尔电源正端，右脚为霍尔信号输出端（即接霍尔相线），其引脚功能如图3所示。

图3 霍尔元件的引脚功能

（2）霍尔导线的颜色

无刷电动机上与控制器相连的霍尔线有5根，一般黑色线接霍尔接地端，红色线接霍尔电源正端，其余的黄、蓝、绿线接霍尔信号输出端（即接霍尔相线），如图4所示。

图4 根据霍尔导线分辨霍尔元件引脚功能

3．霍尔元件的测量

霍尔元件的故障主要有霍尔元件脱落、霍尔集成电路失效、霍尔引线断开等。当怀疑霍尔元件损坏时，应按以下方法进行测量。

方法一：通过测量霍尔相线电压来判断霍尔元件的好坏。

把电动机与控制器连接好，并接通电源，按图5所示方法测量霍尔电源电压。选用数字式万用表的20V直流电压挡，让黑表笔接霍尔元件的黑色导线，红表笔接霍尔元件的红色电源线，即测霍尔元件的电源电压，一般为5V，但也有4.5V或6.25V的，实际测量时有可能偏小。

图5 霍尔电源线的测量

在霍尔元件引线及连接无异常的情况下，可进行以下测量：若霍尔电源电压为5V，用万用表黑表笔接黑色线，红表笔接蓝色线（或黄色线、绿色线），用手慢慢转动后轮，万用表显示0V或5V为正常，有时略低于5V也为正常，测量方法如图6所示。若长期处于高电位5V，或长期处于低电位0V，则表明蓝色线对应的霍尔元件损坏。其他霍尔元件的测量可以依此类推。

方法二：不分解电动机，通过测量霍尔引线间的电阻来判断霍尔元件的好坏。

将电动机与控制器相连的插接器去掉，同时把数字式万用表的挡位旋钮旋至“二极管”挡。

使万用表的红表笔接霍尔接地线，黑表笔分别接霍尔相线（即蓝、绿、黄色线），3个电阻值应基本一致。然后将黑、红表笔对调，分别测量三线阻值，也应一致。若所测某相阻值与其他两相阻值相差悬殊，则表明该线相对应的霍尔元件异常。

图6 霍尔相线电压的测量

方法三：分解电动机，对霍尔元件进行直接测量。

选用数字式万用表的电阻挡，让红表笔接中间的接地端，黑表笔接左边的电源正端时，其电阻为无穷大（即显示“1.”），呈断路状态，如图7所示。若黑表笔接右边的输出端，红表笔不动时，其电阻一般为400～900 （对于不同霍尔元件，该电阻有所不同），否则表明霍尔元件损坏。

图7 用数字式万用表测量霍尔元件