Motor Langkah Hibrid

Maksud dan Cara Kerja Motor Langkah Hibrid

Istilah "Hibrid" merujuk kepada kombinasi atau campuran. Motor Langkah Hibrid menggabungkan ciri-ciri dari Motor Langkah Reluktansi Variabel dan Motor Langkah Magnet Kekal. Di pusat rotor, magnet aksial kekal dimasukkan. Magnet ini dipermanis untuk menghasilkan sepasang kutub, iaitu kutub Utara (N) dan Selatan (S), seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah：

Penutup akhir dipasang pada kedua-dua hujung magnet aksial. Penutup akhir ini mempunyai jumlah gigi yang sama yang dipermanis oleh magnet. Pemandangan keratan rentas dua penutup akhir rotor ditunjukkan di bawah:

Stator dilengkapi dengan 8 kutub, setiap satu mempunyai kumparan dan S jumlah gigi. Secara keseluruhan, terdapat 40 gigi pada stator. Setiap penutup akhir rotor mempunyai 50 gigi. Mengingat bahawa jumlah gigi pada stator dan rotor masing-masing adalah 40 dan 50, sudut langkah boleh dinyatakan seperti berikut:

Mekanik Operasi

Dalam motor langkah hibrid, gigi rotor pada mulanya sejajar sempurna dengan gigi stator. Namun, gigi pada dua penutup akhir rotor disesarkan satu sama lain sebanyak separuh jarak kutub. Disebabkan pemermanisan aksial magnet kekal pusat, gigi pada penutup akhir tangan kiri dipermanis sebagai kutub selatan, manakala gigi pada penutup akhir tangan kanan mengambil polariti kutub utara.

Kutub stator motor dikonfigurasikan dalam pasangan untuk penggerakan elektrik. Khususnya, kumparan pada kutub 1, 3, 5, dan 7 disambung bersiri untuk membentuk fasa A, sementara kumparan pada kutub 2, 4, 6, dan 8 dihubungkan bersiri untuk membentuk fasa B. Apabila fasa A diberi tenaga dengan arus positif, kutub stator 1 dan 5 menjadi kutub selatan, dan kutub 3 dan 7 berubah menjadi kutub utara.

Pusingan motor dikawal dengan tepat melalui urutan spesifik penggerakan fasa. Apabila fasa A dinyahdaya dan fasa B diaktifkan, rotor berputar sejauh sudut langkah penuh 1.8° dalam arah lawan jam. Mengalihkan aliran arus ke fasa A (memberi tenaga negatif) menyebabkan rotor maju tambahan 1.8° dalam arah yang sama. Untuk putaran berterusan, fasa B mesti kemudian diberi tenaga negatif. Oleh itu, untuk mencapai putaran lawan jam, fasa-fasa diberi tenaga mengikut urutan: +A, +B, -A, -B, +B, +A, dan seterusnya. Sebaliknya, putaran searah jam dicapai dengan mengikuti urutan +A, -B, +B, +A, dan mengulangi siklus ini.

Kelebihan Utama

Salah satu ciri paling menonjol motor langkah hibrid adalah keupayaannya untuk mengekalkan kedudukan walaupun apabila kuasa dihapuskan. Fenomena ini berlaku kerana magnet kekal menghasilkan torka detent, yang menahan rotor pada tempatnya. Kelebihan-kelebihan lain termasuk:

• Resolusi Halus: Panjang langkahnya yang lebih kecil membolehkan penempatan yang sangat tepat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan.

• Output Torka Tinggi: Motor boleh menghasilkan torka yang besar, membolehkannya menggerakkan beban berat dengan efektif.

• Kestabilan Tanpa Kuasa: Walaupun dengan lilitan yang dinyahdaya, torka detent memastikan rotor tetap diam.

• Efisiensi Rendah Kelajuan Optimal: Ia beroperasi dengan kecekapan tinggi pada kelajuan rendah, ideal untuk aplikasi di mana pergerakan perlahan dan terkawal diperlukan.

• Operasi Licin: Kadar langkah yang lebih rendah menyumbang kepada gerakan yang lebih licin, mengurangkan getaran dan bunyi.

Keterbatasan

Walaupun mempunyai banyak kekuatan, motor langkah hibrid mempunyai beberapa kekurangan:

• Inersia Lebih Tinggi: Reka bentuk motornya menghasilkan inersia yang meningkat, yang boleh mengurangkan pecutan dan menghadkan responsivitinya terhadap perubahan gerakan yang cepat.

• Berat Bertambah: Kehadiran magnet rotor menambah kepada jisim keseluruhan motor, yang mungkin menimbulkan cabaran dalam aplikasi yang sensitif terhadap berat.

• Kesensitifan Magnet: Sebarang fluktuasi dalam kekuatan magnet magnet kekal boleh memberi kesan signifikan kepada prestasi motor, menyebabkan operasi yang tidak konsisten.

• Pertimbangan Kos: Berbanding dengan motor reluktansi variabel, motor langkah hibrid umumnya datang dengan harga yang lebih tinggi, yang boleh meningkatkan kos keseluruhan projek yang menggunakannya.

Secara ringkas, motor langkah hibrid menawarkan kombinasi unik kelebihan dan keterbatasan. Memahami ciri-ciri ini adalah penting untuk memilih motor yang paling sesuai untuk aplikasi tertentu dalam bidang otomasi, robotik, dan kawalan presisi.