Hibrīda stuprā motoru

Hibrīda stupmotora nozīme un darbības princips

Vārds “hibrīds” apzīmē kombināciju vai miegumu. Hibrīda stupmotor integrē gan mainīgās mierīguma stupmotora, gan pastāvīga magnēta stupmotora īpašības. Rotora centrā iebūvēts assālais pastāvīgais magnēts. Šis magnēts ir magnetizēts, lai radītu pāri poliem, proti, ziemeļu (N) un dienvidu (S) polus, kā attēlots zemāk minētajā figūrā：

Assālā magnēta abi galapi ir aprīkoti ar galveju gabaliem. Šie galveju gabali satur vienādu daudzumu zobu, kas tiek magnetizēti magnēta rādību. Abu rotora galveju gabalu sējas skatījums ir attēlots zemāk:

Statoram ir 8 poli, katrai no kuriem ir spīdole un S daudzums zobu. Kopā statoram ir 40 zobu. Katri rotora galveju gabali ir aprīkoti ar 50 zobiem. Ņemot vērā, ka statora un rotoram ir atbilstoši 40 un 50 zobu, solis leņķis var tikt izteikts šādi:

Darbības mehānisms

Hibrīda stupmotorā rotora zobas sākotnēji perfekti sakrīt ar statora zobiem. Tomēr divu rotora galveju gabalu zobas atšķiras no viena otra ar pusi no pola gaitas. Tā kā centrālais pastāvīgais magnēts ir magnetizēts asāli, rotora kreisās puses galveju gabala zobas tiek magnetizētas kā dienvidu poli, bet labās puses galveju gabala zobas kā ziemeļu poli.

Motoru statora poli ir konfigurēti pāri elektriskai uzliesmošanai. Konkrēti, spīdoles polos 1, 3, 5 un 7 ir savienotas virzienā, lai veidotu fāzi A, savukārt polos 2, 4, 6 un 8 spīdoles ir savienotas, lai veidotu fāzi B. Kad fāze A tiek uzliesmota ar pozitīvo strāvu, statora poli 1 un 5 kļūst par dienvidu poliem, bet poli 3 un 7 pārveidojas par ziemeļu poliem.

Motoru rotācija tiek precīzi kontrolēta, izmantojot specifisku fāžu uzliesmošanas secību. Kad fāze A tiek atslēgta un fāze B aktivizēta, rotors pagriežas par pilnu solis leņķi 1,8° pretēji pulksteņa virzienam. Mainot strāvas plūsmu fāzei A (uzliesmota negatīvi), rotors turpina pagriezties par papildu 1,8° pretēji pulksteņa virzienam. Lai nodrošinātu nepārtrauktu rotāciju, fāzei B jātiek uzliesmota negatīvi. Tātad, lai sasniegtu rotāciju pretēji pulksteņa virzienam, fāzes tiek uzliesmotas šādā secībā: +A, +B, -A, -B, +B, +A, un tā tālāk. Savukārt pulksteņa virzienā rotāciju sasniedz, sekot secībai +A, -B, +B, +A, un atkārtojot šo ciklu.

Galvenās priekšrocības

Viena no hibrīda stupmotora visuveselākajām īpašībām ir tā spēja uzturēt savu pozīciju pat tad, kad strāva tiek atslēgta. Tas notiek tāpēc, ka pastāvīgais magnēts ģenerē piesātināšanas momentu, kas uztur rotoru vienā vietā. Citi nozīmīgi priekšrocības ietver:

• Detaļgrieztais rezolutions: Tā mazāks solis garums ļauj augstu precizitāti, padarot to piemērotu lietojumam, kur nepieciešama precizitāte.

• Augsts moments: Motors var ģenerēt lielu momentu, ļaujot tam efektīvi vadīt smagās slodzes.

• Strāvas atslēgšanas stabilitāte: Pat ar atslēgtām spīdolēm, piesātināšanas moments nodrošina, ka rotors paliek nemainīgā pozīcijā.

• Optimāla zemas ātruma efektivitāte: Tas darbojas ar augstu efektivitāti zemākos ātrumos, kas ideāli piemērots lietojumiem, kur nepieciešama lēna, kontrolēta kustība.

• Līdzsvara darbība: Zemāks solis ļauj labāku kustību, samazinot vibrācijas un troksni.

Ierobežojumi

Neraugoties uz tā daudzajām priekšrocībām, hibrīda stupmotoram ir arī vairāki trūkumi:

• Augstāka inercija: Motoru dizains rada pieaugušu inerciju, kas var novilcināt paātrināšanu un ierobežot tā reakciju uz ātriem kustības komandu maiņām.

• Palielinātais svars: Rotora magnēta klātbūtne pieauga motoru kopējam masai, kas var radīt grūtības svarīgiem lietojumiem.

• Magnētiskā jūtība: Jebkuras pastāvīgā magnēta magnētiskās stipruma svārstības var būtiski ietekmēt motoru darbību, vedot pie nesaskaņotas darbības.

• Izdevumu apsvērumi: Salīdzinājumā ar mainīgās mierīguma motoriem, hibrīda stupmotori parasti ir dārgāki, kas var palielināt projektu, kas tos izmanto, kopējos izdevumus.

Kopsavilkumā hibrīda stupmotors piedāvā unikālu priekšrocību un ierobežojumu kombināciju. Šo īpašību saprašana ir būtiska, lai atlasītu vispiemērotāko motoru konkrētiem lietojumiem automatizācijas, robotikas un precīzas kontroles jomās.