موتور خطوة مغناطيسي دائم

يتميز المحرك الخطوة الدائم المغناطيسي ببناء ستاتور يشبه بشكل كبير بناء محرك الرفض المتغير ذو الكومة الواحدة. روتوره، على شكل أسطواني، مكون من قطبي مغناطيس دائم مصنوع من الفولاذ عالي الاحتفاظ. على الستاتور، يتم توصيل التفافات التركيز الموجودة على القطبين المتقابلين في السلسلة، مما يشكل تفافاً ثنائياً.

يتوقف محاذاة قطبي الروتور مع أسنان الستاتور على تحفيز التفاف. على سبيل المثال، يتم توصيل التفافين AA' في السلسلة لتكوين تفاف للفاز A. وبالمثل، يتم توصيل التفافين BB' في السلسلة لإنشاء تفاف للفاز B. يوضح الشكل أدناه محرك خطوة دائم مغناطيسي ذا 4/2 قطبًا، مما يوفر تمثيلاً بصرياً لتكوينه الهيكلي وتوصيله.

في الشكل (a)، يتدفق التيار من بداية الفاز A إلى نهايته. يتم تسمية التفاف الفاز بالرمز A، ويتم تمثيل التيار بالرمز iA+. يوضح هذا الشكل السيناريو عند تنشيط تفاف الفاز بالتيار iA+. نتيجة لذلك، يتم جذب القطب الجنوبي للروتور بواسطة فاز A للستاتور. وبالتالي، تتم محاذاة المحاور المغناطيسية للستاتور والروتور بشكل مثالي، مع الإزاحة الزاوية α=0∘.

وبالمثل، في الشكل (b)، يمر التيار من بداية الفاز B إلى نهايته. يتم تمثيل التيار بالرمز iB+، ويتم تسمية التفاف بالرمز B. عند النظر إلى الشكل (b)، يمكن ملاحظة أن تفاف الفاز A لا يحمل أي تيار، بينما يتم تنشيط الفاز B بالتيار iB+. ثم يجذب قطب الستاتور القطب المقابل للروتور، مما يؤدي إلى دوران الروتور 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة. في هذه المرحلة، α=90∘.

يوضح الشكل (c) حالة تدفق التيار من نهاية الفاز A إلى بدايته. يتم تمثيل هذا التيار بالرمز iA−، ويتم تسمية التفاف بالرمز iA−. يُشار إلى أن التيار iA− له اتجاه معاكس لـ iA+. في هذه الحالة، يتم إلغاء تنشيط تفاف الفاز B، ويتم تنشيط تفاف الفاز A بالتيار iA−. وبالتالي، يستمر الروتور في الحركة بمقدار 90 درجة أخرى في اتجاه عقارب الساعة، وتصل الإزاحة الزاوية إلى α=180∘.

في الشكل (d) أعلاه، يتدفق التيار من نهاية الفاز B إلى نقطة البداية، ويعبر عنه بالرمز iB−، ويتم تسمية التفاف المقابل بالرمز B−. في هذه اللحظة، يتم إلغاء تنشيط الفاز A، بينما يتم تنشيط الفاز B. نتيجة لذلك، يتقدم الروتور بمقدار 90 درجة أخرى، وتصل الإزاحة الزاوية α إلى 270∘.

لإكمال دورة كاملة للروتور، لتحقيق α=360∘، يتحرك الروتور بمقدار 90 درجة إضافية عندما يتم إلغاء تنشيط تفاف الفاز B ويتم تنشيط الفاز A. في محرك الخطوة الدائم المغناطيسي، يتم تحديد اتجاه الدوران بواسطة القطبية للتيار الفازي. بالنسبة للدوران في اتجاه عقارب الساعة، يكون تسلسل التحفيز الفازي هو A, B, A−, B−, A، بينما بالنسبة للدوران العكسي، يصبح التسلسل A, B−, A−, B, A.

تواجه صناعة الروتور الدائم المغناطيسي ذو عدد كبير من الأقطاب تحديات كبيرة. نتيجة لذلك، عادة ما يقتصر هذا النوع من محركات الخطوة على أحجام خطوات كبيرة تتراوح بين 30∘ و 90∘. هذه المحركات لديها عزم دوران أكبر مما يجعل معدل تسارعها أقل مقارنة بمحركات الخطوة ذات الرفض المتغير. ومع ذلك، فإن لها ميزة في أن محركات الخطوة الدائمة المغناطيسية يمكنها إنتاج عزم دوران أكبر من محركات الخطوة ذات الرفض المتغير.