在了解霍尔元件在电机中的应用之前，我们先要了解一下电机到底是如何工作的，进一步来了解霍尔元件在电机里面又是什么作用。

电机为什么能够转动？通俗的说就是电机里边的绕组线圈，通电产生磁场，电机的转子上也有磁铁，绕组线圈产生的磁场磁力拉动或推动转子旋转，就跟玩磁铁一样，一块会推着另一块运动。所以说电机能不能转动，霍尔并不是必须的，传统的有刷电机里面，就是没有霍尔的。有霍尔的叫无刷电机，至于有刷电机和无刷电机的区别，我们以后再做讨论。

用在电机里面的霍尔类型是双极锁存的，例如我司的HX6571、HXS41H、HX41F-n等产品，很多人会把双极锁存的霍尔跟全极的霍尔混肴，这里也简单做下说明。全极的霍尔一般用在开关应用，就是通过磁铁的靠近和远离，来输出不同的高低电平信号，来控制开关。全极指的就是全部磁极，就是说磁铁的N或者S极靠近霍尔，输出结果是一模一样的，所有磁极都可以感应，所以叫全极。 双极锁存区别于全极，多了一个锁定的状态，单个磁极靠近霍尔后，输出的电平状态在磁铁远离后，会锁定住。直到加相反的磁极输出电平状态才会改变。就是通过磁铁的NS极交替经过霍尔来控制开关。

图1-1

如上图1-1所示，霍尔正对着磁铁，假设磁环开始选择，磁环每旋转一圈，就有一个高低电平信号切换。输出电压波形图就如下图1-2所示：

图1-2

如图1-2中所示，竖轴为输出电压线，横轴为时间线，因为双极锁存类型的霍尔bop和brp是正好相反的，因而输出电压的高低电平时间是一致的，输出的波形就会和图1-2一样。上面的一条线就是高电平输出，下面的一条线就是低电平输出，磁铁旋转一圈，有一半是高电平，一半是低电平。如图1-2所示，就是单颗霍尔的高低电平转换相位图。

无刷电机中，要想实现换相的功能，需要三颗双极锁存的霍尔，常规的是按照120°角分布。如下图1-3所示：

图1-3

如果把三颗霍尔的相位线放到一张图上，就是下图1-4所示。

图1-4

如图1-3中霍尔的分布方式，检测霍尔A始于磁环的S极刚好可以打开霍尔A的位置。那么霍尔B会比A霍尔晚120°转到S极的刚好可以打来霍尔B的位置。（这句话一定要理解，不理解就多看几遍）。然后霍尔C会比霍尔B晚120°转到S极刚好可以打开霍尔C的位置。所以出来的相位线就会如图1-4所示。

这样三颗霍尔输出的信号情况，在360度里面，我们就可以划分为6个情况，每60度一个。三颗霍尔的输出电平分别为高低高、高低低、高高低、低高低、低高高、低低高这6种情况，这6种情况是完全不相同的。

了解上面的霍尔输出形式之后，我们再来了解一下霍尔在电机中的作用：通俗一点的说，就是在一定的位置改变电流方向，让线圈产生相反的磁极，使电机能够一直转下去。也就是我们常说的换相。控制器通过接收不同的电平信号，控制给哪条相线供电。

文章的开头我们有提到电机为什么能转，是因为磁场的同性相斥异性相吸的基本原理。而假设当线圈A供正向电流是，如果磁化出S极的磁场，那么加反向电流时，必然会磁化出N极的磁场。电机正是通过线圈在不同的位置磁化出不同磁场，来让电机一直转下去的。如下图1-5所示，如果线圈磁环出来的磁极是这样的，转子必然是朝逆时针方向旋转。

图1-5

如上图1-5所示，电流把线圈把左上的三个磁化成S极,右下的三个磁化成N极，根据同性相斥和异性相吸的原理，电机就会往逆时针的方向选择。

图1-6

当转子转到图1-6的位置时候，最下面的线圈会把电流反向，让原本S极的变成N极，最下面的线圈电流也会反向，N极变化成S极,如图1-6所示位置，转子还是会继续逆时针旋转。

对比图1-5和1-6我们不难看出，只要通过改变图中6根线圈的电流方向，让线圈在合适的位置产生合适的磁场，电机就可以一直转下去。

理解电机的为什么能转动的原理后，我们再来看霍尔，这样霍尔的作用就容易理解了。霍尔的作用就是判断转子的位置，然后把获取出来的位置信息，通过电平组合的形式，反馈给控制器，控制器在根据得到的位置信号，来改变不同线圈的供电电流方向，从而让电机能够一直转下去。所以通俗的说，霍尔在电机里面，就是换相的作用！

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