Постоянен магнитен стъпков motor

Постоянно магнитния стъпков двигател разполага с конструкция на статор, която прилича много на тази на единичен вариабилен релуктансен двигател. Неговият ротор, който е цилиндричен по форма, е съставен от постоянно магнитни полюси, направени от високоретентивна стал. На статора концентричните обмотки, разположени на диаметрално противоположни полюси, са свързани поред, образувайки двуполна обмотка.

Подравняването на полюсите на ротора с зъбците на статора зависи от възбудването на обмотката. Например, двете катушки AA’ са свързани поред, за да формират обмотка за Фаза A. Подобно на това, двете катушки BB’ са свързани поред, за да създадат обмотка за Фаза B. Долната диаграма илюстрира 4/2-полния постоянно магнитен стъпков двигател, предоставяйки визуално представяне на неговата конструктивна и обмотъчна конфигурация.

На фигура (a) токът протича от началото до края на Фаза A. Фазовата обмотка е означена с A, а токът с iA+. Тази фигура изобразява ситуацията, когато фазовата обмотка е активирана с тока iA+. В резултат на това южният полюс на ротора е привлечен от Фаза A на статора. Следователно, магнитните оси на статора и ротора се подравняват напълно, с ъгловото преместване α=0°.

Подобно на това, на фигура (b) токът минава от началото до края на Фаза B. Токът е означен с iB+, а обмотката е маркирана с B. При разглеждане на фигура (b) може да се забележи, че обмотката на Фаза A не носи ток, докато Фаза B е възбудена с тока iB+. Полюсът на статора тогава привлича съответния полюс на ротора, причинявайки роторът да се завърти с 90 градуса в часовниковата посока. В този момент α=90°.

Фигура (c) илюстрира ситуация, в която токът протича от края до началото на Фаза A. Този ток е представен с iA−, а обмотката е означена с iA−. Забележително е, че токът iA− има противоположно направление спрямо iA+. В този случай обмотката на Фаза B е деенергирана, а обмотката на Фаза A е активирана с тока iA−. Следователно, роторът продължава да се движи с още 90 градуса в часовниковата посока, и ъгловото преместване достига α=180°.

В фигура (d) по-горе, токът протича от края до началото на Фаза B, означена с iB−, а съответната обмотка е маркирана с B−. В този момент Фаза A е деенергирана, докато Фаза B е възбудена. В резултат, роторът напредва с още 90 градуса, и ъгловото преместване α достига 270°.

За да се завърши пълен оборот на ротора, достигайки α=360°, роторът трябва да се движи с още 90 градуса, когато обмотката на Фаза B е деенергирана, а Фаза A е възбудена. В постоянното магнитно стъпково колело, посоката на въртене се определя от полярността на фазовия ток. За въртене в часовниковата посока, последователността на възбудване на фазите е A,B,A−,B−,A, докато за въртене в обратна посока, последователността става A,B−,A−,B,A.

Производството на постоянно магнитен ротор с голям брой полюси представлява значителни предизвикателства. Следователно, този тип стъпков двигател обикновено е ограничен до големи стъпки, между 30° и 90°. Тези двигатели имат по-висока инерция, което води до по-ниска скорост на ускорение в сравнение с вариабилните релуктансни стъпкови двигатели. Обаче, те имат преимуществото, че постоянните магнитни стъпкови двигатели могат да генерират по-голям момента в сравнение с вариабилните релуктансни стъпкови двигатели.