Motor pas a pas de imant permanent

El motor pas a pas de magnet permanent presenta una construcció de l'estator que es assembla molt a la del motor de reluctància variable de simple pila. El seu rotor, de forma cilíndrica, està compost per polsos de magnet permanent fabricats amb acer d'alta retenció. A l'estator, les bobines concentradores situades en polsos diametralment oposats estan connectades en sèrie, formant així una bobina de dos fases.

L'alineació dels polsos del rotor amb els dents de l'estator depèn de l'excitació de la bobina. Per exemple, les dues bobines AA’ estan connectades en sèrie per constituir una bobina per la Fase A. De manera similar, les dues bobines BB’ estan connectades en sèrie per crear una bobina per la Fase B. La il·lustració següent mostra un motor pas a pas de magnet permanent de 4/2 polsos, proporcionant una representació visual de la seva configuració estructural i de bobinatge.

A la Figura (a), la corrent flueix des de l'inici fins al final de la Fase A. El bobinat de la fase es denomina A, i la corrent es denota com iA+. Aquesta figura representa el cas quan el bobinat de la fase s'energitzada amb la corrent iA+. Com a resultat, el pol sud del rotor és atraït pel Pol de la Fase A de l'estator. En conseqüència, els eixos magnètics de l'estator i del rotor s'alineen perfectament, amb el desplaçament angular α=0∘.

De manera similar, a la Figura (b), la corrent travessa des de l'inici fins al final de la Fase B. La corrent es indica com iB+, i el bobinat es marca com B. Quan s'examina la Figura (b), es pot observar que el bobinat de la Fase A no porta corrent, mentre que la Fase B s'excita amb la corrent iB+. El pol de l'estator aleshores atrau el pol corresponent del rotor, fent que el rotor giri 90 graus en sentit horari. En aquesta etapa, α=90∘.

La Figura (c) il·lustra una situació on la corrent flueix des del final fins a l'inici de la Fase A. Aquesta corrent es representa com iA−, i el bobinat es etiqueta com iA−. Notablement, la corrent iA− té una direcció oposada a la de iA+. En aquest cas, el bobinat de la Fase B està des-energitzat, i el bobinat de la Fase A s'activa amb la corrent iA−. En conseqüència, el rotor continua movint-se uns altres 90 graus en sentit horari, i el desplaçament angular arriba a α=180∘.

A la Figura (d) superior, la corrent flueix des del final fins al punt d'inici de la Fase B, denotada com iB−, i el bobinat corresponent es etiqueta com B−. En aquest moment, la Fase A està des-energitzada, mentre que la Fase B s'excita. Com a resultat, el rotor avança uns altres 90 graus, i el desplaçament angular α arriba a 270∘.

Per completar una revolució completa del rotor, assolint α=360∘, el rotor es mou un addicional de 90 graus quan el bobinat de la Fase B està des-energitzat i la Fase A s'excita. En un motor pas a pas de magnet permanent, la direcció de rotació es determina per la polaritat de la corrent de la fase. Per rotació en sentit horari, la seqüència d'excitació de les fases és A,B,A−,B−,A, mentre que per rotació en sentit antihorari, la seqüència es converteix en A,B−,A−,B,A.

Fabricar un rotor de magnet permanent amb un gran nombre de polsos presenta grans reptes. En conseqüència, aquest tipus de motor pas a pas sol ser limitat a grans passos, que van des de 30∘ fins a 90∘. Aquests motors tenen una inèrcia més elevada, el que resulta en una taxa d'acceleració inferior comparada amb els motors pas a pas de reluctància variable. No obstant això, tenen l'avantatge que els motors pas a pas de magnet permanent poden generar un parell de torsió més gran que els motors pas a pas de reluctància variable.