霍尔开关在离心机转子识别中的应用

离心机每种转子都有自己的极限转速，如果操作人员一时失误而设置了比极限转速高的转速，就会发生严重的事故。有的造成转子开裂，甚至碎成几块，砸向缸体，严重时撞开门盖对操作人员造成极大的人身伤害。若能采用转子识别技术就可避免这种事故的发生。每种转子在低转速时进行转子识别，确认转子型：号后，将操作人员设定的转速与系统已存储的相应转子的极限转速相比较，如果设定转速超出极限转速，系统会自动修正操作人员设定的转速，使其在安全的转速下运行，并提醒操作人员设置的转速超出安全范围。

转子识别还有许多其它功能。例如：对每种转子的运行时间进行存储，超过允许运行时间就会提醒操作人员更换新转子，，从而可完全取代以往操作人员的手工记录。

本文介绍了一种运用霍尔开关HX3144在单片机上实现的转子识别技术，能够对16种转子进行识别，保障了离心机的安全运行，并实现了工作记录自动化。

霍尔开关 HX3144

霍尔开关广泛应用于各种恶劣环境的开关控制和测速电路。HX3144是一种霍尔效应开关集成电路。图1为其原理框图。

它包括4.5~24 V稳压源、反向电池保护二极管、霍尔电压产生器、温度补偿电路、小信号放大器、施密特触发器和一个集电极开路输出电路1 ，其输出电流为25 mA，呈单极性特性，可与普通的磁钢片配合工作。

当传感器感应面的磁场强度超过工作点阈值时，电路输出低电平；当磁场强度减小到释放点阈值以下时，电路输出高电平。工作点阈值和释放点阈值之差称为器件的迟滞。

转子识别原理

本文的转子编码识别方案只用到6个磁钢片就可完成16种转子的编码，其中2片磁钢片与2只霍尔开关提供同步信号，其它4片磁钢片完成编码任务。图2是离心机运转示意图。

电机通过中轴带动转子转动，磁钢片嵌在转子的下端面，与转子一起转动。6片磁钢片呈一定角度分布在同一同心圆上，其下方安装了2只固定的霍尔开关，高度相差2~ 6 mm ，也分布在同一同心圆上。如图3所示，2个长方块表示产生同步信号的磁钢片，4个圆块表示完成编码的磁钢片。

在产生同步信号的磁钢片下面有2只固定的霍尔开关HX3144，2只传感器在一个同心圆。上，相隔角度=112.5°，与产生同步信号的磁钢片严格对应。当转子转到当前位置时，传感器1和传感器2同时产生低电平。规定2只传感器都产生低电平为同步信号，每运转一周仅产生一个同步信号。

设转子逆时针运转。因为在低速时就应该完成转子识别，约定转速为600r/min时转子识别(其它转速也可)。规定：传感器1产生脉冲(磁钢片接近传感器时，传感器输出低电平)，而传感器2没有产生脉冲，编码为“1”；反之，传感器1没有脉冲，而传感器2有脉冲，编码为“0”。如果2只传感器都没有脉冲，就说明对应的磁钢片掉了，这时就报警，并将此问题反馈给用户。各磁钢片相隔22。5°，所以相邻信号的来临间隔6。 25 ms(22。 5/ 360 X100 ms)。

当同步信号来了以后，就进入转子识别子程序，程序中延时6.25 ms ，然后，单片机读转子编码的第一位；再延时6.25ms，读转子编码的第二位；以此类推，先后读出转子编码的四位。

由此可以得出图3的转子编码为“111”，即为16号转子。不难看出，图4中15号转子的编码为“1110”；14号转子的编码为“1101”。改变编码磁钢片的位置，就可得出不同的转子编码，从而用6片磁钢片实现了16种转子的编码。