מוטור צעדי היברידי

משמעות ופונקציונליות של מנוע צעד היברידי

המונח "hibridi" מתייחס לאיחוד או ערבוב. מנוע צעד היברידי משלב את התכונות של שני סוגי מנועי צעד: מנוע צעד עם סירוס משתנה ומגנט נצחי. בליבה של הרוטור, מגנט נצחי אקסיאלי מותקן. המגנט הזה ממגנט כדי ליצור זוג קטבים - הצפון (N) והדרום (S), כפי שמוצג בתמונה להלן：

כיפות קצה מותקנות בשני הקצוות של המגנט האקסיאלי. כיפות הקצה מכילות מספר שיניים זהה שהופך לממגנט על ידי המגנט. מבט חתך של שתי כיפות הקצה של הרוטור מוצג להלן:

הסטטור מצויד ב-8 קטבים, כל אחד מהם מכיל סליל ומספר S של שיניים. בסך הכל יש 40 שיניים בסטטור. לכל כיפת קצה של הרוטור יש 50 שיניים. בהתחשב במספר השיניים בסטטור והרוטור שהוא 40 ו-50 בהתאמה, ניתן לבטא את זווית הצעד באופן הבא:

מכניקה תפעולית

במנוע צעד היברידי, שיני הרוטור מתאימות בצורה מושלמת לשיני הסטטור בהתחלה. עם זאת, שיני שתי כיפות הקצה של הרוטור מוזזות אחת מהשנייה בכמחצית מרחק הקוטב. בשל המגנטיזציה האקסיאלית של המגנט הנצחי המרכזי, השיניים בכיפת הקצה השמאלית ממגנטות כקטבי דרום, בעוד השיניים בכיפת הקצה הימנית מקבלות קוטביות של צפון.

קטבי הסטטור של המנוע מותקנים בזוגות עבור הגברת חשמלית. ספציפית, הסלים על קטבים 1, 3, 5 ו-7 מחוברים בטור כדי ליצור פאזה A, בעוד הסלים על קטבים 2, 4, 6 ו-8 מחוברים בטור כדי ליצור פאזה B. כאשר פאזה A מזינה עם זרם חיובי, קטבי הסטטור 1 ו-5 הופכים לקטבי דרום, וקטבים 3 ו-7 הופכים לקטבי צפון.

הסיבוב המדויק של המנוע מתבצע באמצעות סדרה מסוימת של הזנת הפאזות. כאשר פאזה A מאפסת והפאזה B מופעלת, הרוטור מסתובב בזווית צעד מלאה של 1.8° במגמת השעון ההפוך. הפיכת זרם הפאזה A (הזנתו שלילית) גורמת לרוטור לתקדם עוד 1.8° באותה מגמת השעון ההפוך. לסיבוב רציף, על פאזה B להיות מזינה שלילית. לכן, כדי להשיג סיבוב במגמת השעון ההפוך, הפאזות מזינות בסדר: +A, +B, -A, -B, +B, +A, וכך הלאה. לעומת זאת, סיבוב במגמת השעון מתבצע לפי הסדר +A, -B, +B, +A, וחוזר חלילה.

יתרונות מרכזיים

אחד מהמאפיינים הבולטים ביותר של מנוע צעד היברידי הוא יכולתו לשמור על מיקומו גם כאשר הכוח מנוקך. תופעה זו מתרחשת כי המגנט הנצחי יוצר מומנט אחיזה, המשאיר את הרוטור במקום. יתרונות אחרים כוללים:

• רזולוציה עדינה: אורכו הקטן של הצעד מאפשר מיקום מאוד מדויק, מה שהופך אותו מתאים ליישומים הדורשים דיוק.

• פליטת מומנט גבוהה: המנוע יכול לייצר מומנט גדול, המאפשר לו להניע טעונים כבדים בצורה יעילה.

• יציבות ללא חשמל: אפילו עם סלים שאינם מזינים, המומנט האחיזה מבטיח שהרוטור נשאר יציב.

• יעילות גבוהה במהירויות נמוכות: הוא פועל ביעילות גבוהה במהירויות נמוכות, מה שהופך אותו ליישומים בהם יש צורך בתנועה איטית ובקרה.

• פעולת חלקה: קצב צעד נמוך תורם לתנועה חלקה יותר, מפחית רעידות ורעש.

ограничения

למרות יתרונותיו הרבים, למוטור צעד היברידי יש כמה חסרונות:

• inerzia maggiore: il design del motore comporta un aumento dell'inerzia, che può rallentare l'accelerazione e limitare la sua risposta a cambiamenti rapidi nei comandi di movimento.

• Peso aumentato: La presenza del magnete del rotore aggiunge massa complessiva al motore, il che può rappresentare una sfida in applicazioni sensibili al peso.

• Sensibilità magnetica: Qualsiasi fluttuazione nella forza magnetica del magnete permanente può influire significativamente sulle prestazioni del motore, portando a un funzionamento non uniforme.

• Considerazioni sui costi: In confronto ai motori a riluttanza variabile, i motori passo passo ibridi generalmente hanno un costo superiore, il che può aumentare il costo complessivo dei progetti che li utilizzano.

ל 요약하자면, 하이브리드 스테퍼 모터는 장점과 한계를 고유하게 결합하고 있습니다. 이러한 특성을 이해하는 것은 자동화, 로봇공학, 정밀 제어 분야에서 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 모터를 선택하는 데 필수적입니다.