Hibridni korakovan motor
Pomen in delovanje hibridnega korakovanega motorja
Izraz "hibrid" označuje kombinacijo ali mešanico. Hibridni korakovan motor združuje značilnosti variabilnega magnetnega odporu korakovanega motorja in trajno magnetnega korakovanega motorja. V središču rotorja je vgrajen osni trajni magnet. Ta magnet je namagnetiziran, da ustvari par polov, to je Sever (S) in Jug (J), kot je prikazano na spodnji sliki：
Na obeh koncih osnega magneta so nameščeni pokrovki. Ti pokrovki imajo enako število zob, ki jih namagnetizira magnet. Prerezni pogled dveh pokrovkov rotorja je prikazan spodaj:
Stator je opremljen s 8 poli, vsak z bobinom in S število zob. Skupaj je na statorju 40 zob. Vsak pokrovok rotorja ima 50 zob. Če je število zob na statorju in rotorju 40 in 50, lahko korakovni kot izrazimo takole:
Operativni mehanizem
V hibridnem korakovanem motorju se zobice rotorja na začetku popolnoma poravnajo z zobicami statorja. Zobice na dveh pokrovkih rotorja pa so med seboj zamaknjene za polovico valja pola. Zaradi osnega namagnetiziranja centralnega trajnega magneta so zobice na levi pokrovki namagnetizirane kot jugovi poli, medtem ko imajo zobice na desni pokrovki severni polaritet.
Statorske poli statorja so konfigurirani v pari za električno vzbuševanje. Konkretno, bobine na polih 1, 3, 5 in 7 so povezane v serijo, da oblikujejo fazo A, medtem ko so bobine na polih 2, 4, 6 in 8 povezane v serijo, da tvorijo fazo B. Ko je faza A vzbužena s pozitivnim tokom, postanejo statorski poli 1 in 5 jugovi poli, medtem ko se poli 3 in 7 preoblikujejo v severne pole.
Vrtenje motorja je natančno kontrolirano z določeno zaporedjem vzbuževanja faz. Ko je faza A deaktivirana in faza B aktivirana, se rotor vrte za celoten korakovni kot 1,8° v nasprotnosmersi. Obratitev toka do faze A (negativno vzbuževanje) povzroči dodatno napredek rotora za 1,8° v isti nasprotnosmersi. Za zvezno vrtenje mora biti faza B negativno vzbužena. Torej, za dosego nasprotnosmerne vrtilne gibanja, so faze vzbužene v zaporedju: +A, +B, -A, -B, +B, +A itd. Na drugi strani, smernosmerne vrtilne gibanje dosežemo z uporabo zaporedja +A, -B, +B, +A in ponavljanjem tega cikla.
Ključne prednosti
Ena najbolj opaznih značilnosti hibridnega korakovanega motorja je njegova sposobnost ohranjanja položaja, tudi če je odstranjena energija. To pojav je posledica dejstva, da trajni magnet generira zaklepni navor, ki drži rotor na mestu. Druge pomembne prednosti vključujejo:
Fino ločljivost: Njegov manjši korak omogoča zelo natančno postavljanje, kar ga čini primeren za aplikacije, ki zahtevajo natančnost.
Visok navor: Motor lahko generira velik navor, kar mu omogoča učinkovito gonjenje težkih obremenitev.
Stabilnost ob odstranitvi energije: Tudi z deaktiviranimi navoji, zaklepni navor zagotavlja, da rotor ostane mirujoč.
Optimalna učinkovitost pri nizkih hitrostih: Deluje z visoko učinkovitostjo pri nižjih hitrostih, kar ga čini idealnim za aplikacije, kjer je potrebno počasno, nadzorovano gibanje.
Gladko delovanje: Nižja stopnja korakov prispeva k gladkemu gibanju, kar zmanjša vibracije in hrup.
Omejitve
Čeprav ima hibridni korakovan motor mnogo moči, ima tudi nekaj slabosti:
Višja inercija: Načrt motorja prinaša povečano inercijo, ki lahko uspori pospeševanje in omeji njegov odziv na hitre spremembe ukazov za gibanje.
Povečana masa: Prisotnost magneta rotorja dodaja skupni masi motorja, kar lahko predstavlja izziv v aplikacijah, kjer je masna občutljivost pomembna.
Magnetna občutljivost: Katera koli sprememba moči trajnega magneta lahko značilno vpliva na delovanje motorja, kar vodi do nekonistentnega delovanja.
Različne stroškovne razlage: V primerjavi z motorji variabilnega magnetnega odpora so hibridni korakovalni motorji običajno dražji, kar lahko poveča skupne stroške projektov, ki jih uporabljajo.
Zaključno, hibridni korakovan motor ponuja edinstveno kombinacijo prednosti in omejitev. Razumevanje teh značilnosti je ključnega pomena za izbiro najprimernejšega motorja za specifične aplikacije v področjih avtomatizacije, robotike in natančnega nadzora.
