Permanentimagneittinen askelmotori

Permanent magnetien askelmoottorin statorirakenne on hyvin samankaltainen kuin yhden pinoisen variablereluktanssimoottorin. Sen roteri, joka on sylinterimäinen, on tehty korkean säilytyskyvyn terästä olevista permanent magnetipoleista. Statorissa, vastakkaisten poltten varrella sijaitsevat keskittävät kierot on kytketty sarjakytkennässä, muodostaen kaksi vaiheen kierroksen.

Rotorin poleiden tasapainottuminen statorin hammasrakenne riippuu kierroksen virrannosta. Esimerkiksi, kaksi kiertoa AA’ on kytketty sarjana muodostaen vaiheen A kierron. Samoin, kaksi kiertoa BB’ on kytketty sarjana luodakseen vaiheen B kierron. Alla oleva kaavio havainnollistaa 4/2-poluista permanent magnetien askelmoottoria, näyttäen sen rakenteen ja kierroksen konfiguraation.

Kuva (a) osoittaa, että virta kulkee vaiheen A alkupisteestä loppupisteeseen. Vaiheen kierros on merkitty A:lla, ja virta on merkitty iA+. Tämä kuva havainnollistaa tilanteen, kun vaiheen kierros on virrannut virtalla iA+. Seurauksena rotorin eteläpoleihin houkutetaan statorin vaihe A. Tämän seurauksena statorin ja rotorin magneettiakselit kohdistuvat täydellisesti, kulman poikkeama α=0∘.

Vastaavasti, kuvassa (b), virta kulkee vaiheen B alkupisteestä loppupisteeseen. Virta on merkitty iB+, ja kierros on merkitty B:llä. Kuvasta (b) voidaan huomata, että vaiheen A kierrossa ei ole virtaa, kun taas vaihe B on virrattu virtalla iB+. Statorin pole sitten houkuttelee vastaavan rotorin polen, mikä saa rotorin kiertämään 90 astetta myötäpäivään. Tässä vaiheessa, α=90∘.

Kuva (c) havainnollistaa tilanteen, jossa virta kulkee vaiheen A loppupisteestä alkupisteeseen. Tämä virta on merkitty iA−, ja kierros on merkitty iA−. On huomioitava, että virta iA− on päinvastaiseen suuntaan kuin iA+. Tässä tapauksessa, vaiheen B kierros on de-energisoitu, ja vaiheen A kierros on aktivoitu virtalla iA−. Seurauksena rotorin jatkuu liikkuminen toiset 90 astetta myötäpäivään, ja kulman poikkeama saavuttaa α=180∘.

Yllä olevassa kuvassa (d), virta kulkee vaiheen B loppupisteestä alkupisteeseen, merkitty iB−, ja vastaava kierros on merkitty B−. Tällä hetkellä, vaihe A on de-energisoitu, kun taas vaihe B on energisoitu. Seurauksena rotorin edetään toiset 90 astetta, ja kulman poikkeama α saavuttaa 270∘.

Täysin rotorin pyöräytystä saavuttaakseen, eli α=360∘, rotorin tulee edetä lisää 90 astetta, kun vaiheen B kierros on de-energisoitu ja vaihe A on energisoitu. Permanent magnetien askelmoottorissa pyörimissuunta määräytyy vaihevirtauksen polariteetista. Myötäpäiväiseksi pyörimiseksi vaihevirtojen järjestys on A,B,A−,B−,A, kun taas vastapäiväiseksi pyörimiseksi järjestys muuttuu A,B−,A−,B,A.

Suuren määrän poleja sisältävän permanent magnetin rotorin valmistus on haastavaa. Siksi tämäntyyppisiä askelmoottoreita käytetään yleensä suuriin askeleihin, jotka ovat välillä 30∘ ja 90∘. Nämä moottorit ovat painavampia, mikä johtaa alhaisempaan kiihtyvyyteen verrattuna variablereluktanssin askelmoottoreihin. Kuitenkin ne tarjoavat etun siinä, että permanent magnetien askelmoottorit voivat tuottaa suurempaa jännitystä kuin variablereluktanssin askelmoottorit.