Hibrid lépésmotor

Hibrid lépéselő motor jelentése és működése

A „hibrid” kifejezés egy kombinációt vagy keveréket jelent. A hibrid lépéselő motor a változó ellenállású lépéselő motor és a permanensmágneses lépéselő motor jellemzőit integrálja. A rotor magjában egy tengelyes permanensmágnes van beépítve. Ez a mágnes párbeszédbe kerül, hogy N (északi) és S (déli) pólokat generáljon, ahogy az alábbi ábrán látható：

A tengelyes mágnes mindkét végén végkaptárak vannak telepítve. Ezek a végkaptárak ugyanannyi fogalattal rendelkeznek, amelyek a mágnessel lesznek megmágneselve. A rotor két végkaptárának szerszámvonalas képe alább látható:

A stator 8 póllal van felszerelve, mindegyikkel egy tekercs és S számú foggal. Összesen 40 fog van a statoron. A rotor minden végkaptára 50 fogalattal rendelkezik. Mivel a stator és a rotor fogainak száma rendre 40 és 50, a lépésszög a következőképpen fejezhető ki:

Működési mechanika

A hibrid lépéselő motorban a rotorfogak kezdetben tökéletesen igazodnak a statorfogakhoz. Azonban a rotor két végkaptárának fogai egymástól fél póltávolsággal eltolódnak. A középső permanensmágnes axiális megmágnesedésének köszönhetően a bal oldali végkaptár fogai dél-pólként, a jobb oldali végkaptár fogai pedig észak-pólként lesznek megmágneselve.

A motor statorpói párokként vannak konfigurálva elektromos indításra. Konkrétan, a 1, 3, 5 és 7. pólok tekercsei sorba vannak kapcsolva, hogy az A fázist alkossák, míg a 2, 4, 6 és 8. pólok tekercsei sorba vannak kapcsolva, hogy a B fázist alkossák. Ha az A fázist pozitív árammal indítjuk, a 1. és 5. statorpólok dél-pólok, a 3. és 7. pólusok pedig észak-pólok lesznek.

A motor forgása precízen irányított a fáziselektromos sorozat specifikus sorrendjével. Ha az A fázist kikapcsoljuk, és a B fázist indítjuk, a rotor 1,8°-kal fordul ellentétes óramutató járásával. Az A fázis negatív árammal történő indítása további 1,8°-kal fordítja a rotort ugyanabban az irányban. A folyamatos forgáshoz a B fázist negatívan kell indítani. Így, az ellentétes óramutató járásával történő forgáshoz a fáziselektrizitás sorrendje: +A, +B, -A, -B, +B, +A, és így tovább. Fordítva, az óramutató járásával történő forgáshoz a sorrend: +A, -B, +B, +A, és ezt a ciklust ismételjük.

Kulcsfontosságú előnyök

A hibrid lépéselő motor legjelentősebb tulajdonsága, hogy képes helyzetet tartani, még akkor is, ha a tápellátás megszűnik. Ez a jelenség annak köszönhető, hogy a permanensmágnes erősítő nyomatékot generál, ami a rotort helyben tartja. Más jelentős előnyök a következők:

• Finom felbontás: A kisebb lépéshossz lehetővé teszi a nagyon pontos helyzetbeállítást, ami pontosságra szoruló alkalmazások számára alkalmas.

• Nagy nyomaték: A motor jelentős nyomatékot tud generálni, ami hatékonyan hordozható nehéz terheléseket.

• Tápellátás nélküli stabilitás: Még a tekercsek kikapcsolása esetén is az erősítő nyomaték biztosítja, hogy a rotor helyben maradjon.

• Optimális alacsony sebességű hatékonyság: Alacsony sebességeknél nagy hatékonysággal működik, ami lassú, ellenőrzött mozgásra szükség van esetén ideális.

• Sima működés: A lassabb léptar a simább mozgást, csökkentett rezgések és zajt eredményezi.

Korlátok

Bár sok erőssége van, a hibrid lépéselő motor néhány hátránytalansággal is bír:

• Magasabb inercia: A motor tervezése növekedett inerciát eredményez, ami lelassítja a gyorsítást, és korlátozza a gyors mozdulatparancsok reagálását.

• Növekedett súly: A rotor mágnesének jelenléte hozzáadódik a motor teljes tömegéhez, ami problémát jelenthet a súlyérzékeny alkalmazásokban.

• Mágneses érzékenység: A permanensmágnes mágneses erejének bármilyen ingadozása jelentősen befolyásolhatja a motor teljesítményét, ami inkonzisztens működést eredményezhet.

• Költséghatározó tényezők: A változó ellenállású motorokhoz képest a hibrid lépéselő motorok általában drágábbak, ami növelheti a projektek teljes költségeit, amelyek ezeket használják.

Összefoglalva, a hibrid lépéselő motor egyedi előnyök és korlátok kombinációját kínál. Ezeknek a jellemzőknek a megértése kulcsfontosságú a megfelelő motor kiválasztásához automatizált, robotikai és pontosság-igényes irányítási alkalmazásokban.