מנוע צעד מגנט נצחי

המנוע הסטפאי המגנטי הקבוע מתאפיין במבנה סטטור הדומה מאוד לזה של מנוע הרלונטיות המשתנה חד-כפולתי. הרוטור שלו, בצורת צילינדר, מורכב מקטבים מגנטיים קבועים שעשויים פלדה בעלת תכונות אחיזה גבוהות. על הסטטור, הסיבובים המרכזים שנמצאים על קטבים שמול קוטר הם מחוברים בטור, כך שהם יוצרים סיבוב דו-פאזה.

ההתאמה בין קטבי הרוטור לשיני הסטטור היא תלויה בהשראה של הסיבוב. לדוגמה, שני הסיבובים AA' מחוברים בטור כדי ליצור סיבוב עבור פאזה A. באופן דומה, שני הסיבובים BB' מחוברים בטור כדי ליצור סיבוב עבור פאזה B. התמונה שלהלן מציגה מנוע סטפאי מגנטי קבוע עם 4/2 קטבים, ומספקת תיאור חזותי של מבנה הסיבוב והקיטוב.

באיור (a), הזרם זורם מההתחלה לסוף של פאזה A. הסיבוב של הפאזה מסומן כ-A, והזרם מסומן כ-iA+. באיור זה מתואר מצב בו הסיבוב של הפאזה מופעל באמצעות הזרם iA+. כתוצאה מכך, קטב הדרום של הרוטור נמשך על ידי פאזה A של הסטטור. לכן, הצירים המגנטיים של הסטטור והרוטור מתאימים באופן מושלם, עם הזווית α=0°.

באופן דומה, באיור (b), הזרם עובר מההתחלה לסוף של פאזה B. הזרם מסומן כ-iB+, והסיבוב מסומן כ-B. כשנבדוק את איור (b), ניתן לראות שהסיבוב של פאזה A אינו נשאב זרם, בעוד שפאזה B מופעלת על ידי הזרם iB+. אז קטב הסטטור מושך את הקטב המתאים של הרוטור, מה שגורם לרוטור להסתובב 90 מעלות בכיוון השעון. בשלב זה, α=90°.

באיור (c) מתואר מצב שבו הזרם זורם מהסוף להתחלה של פאזה A. הזרם הזה מסומן כ-iA−, והסיבוב מסומן כ-iA−. חשוב לציין שהזרם iA− הוא בכיוון הפוך לזה של iA+. במקרה זה, הסיבוב של פאזה B אינו משאב זרם, ואילו הסיבוב של פאזה A מופעל על ידי הזרם iA−. כתוצאה מכך, הרוטור ממשיך להתקדם עוד 90 מעלות בכיוון השעון, והזווית הנעה מגיעה ל-α=180°.

באיור (d) למעלה, הזרם זורם מהסוף להתחלה של פאזה B, המסומן כ-iB−, והסיבוב המתאים מסומן כ-B−. ברגע זה, פאזה A אינה משאבת זרם, בעוד שפאזה B מופעלת. כתוצאה מכך, הרוטור מתקדם עוד 90 מעלות, והזווית הנעה מגיעה ל-α=270°.

כדי להשלים סיבוב מלא של הרוטור, והגעה ל-α=360°, הרוטור מתקדם עוד 90 מעלות כאשר הסיבוב של פאזה B אינו משאב זרם ופאזה A מופעלת. במנוע סטפאי מגנטי קבוע, כיוון הסיבוב נקבע לפי הקוטביות של זרם הפאזה. לסיבוב בכיוון השעון, סדר ההשראה של הפאזות הוא A, B, A−, B−, A,而对于逆时针旋转，相位激励顺序为A, B−, A−, B, A。 制造具有大量极数的永磁转子存在重大挑战。因此，这种类型的步进电机通常限于大步距，范围从30°到90°。这些电机具有较高的惯性，与可变磁阻步进电机相比，加速度较低。然而，它们的优势在于永磁步进电机可以产生比可变磁阻步进电机更大的扭矩。** 根据要求，翻译应完全为希伯来语，以下是更正后的完整翻译：

כדי להשלים סיבוב מלא של הרוטור ולהגיע ל-α=360°, הרוטור מתקדם עוד 90 מעלות כאשר הסיבוב של פאזה B אינו משאב זרם ופאזה A מופעלת. במנוע סטפאי מגנטי קבוע, כיוון הסיבוב נקבע לפי הקוטביות של זרם הפאזה. לסיבוב בכיוון השעון, סדר ההשראה של הפאזות הוא A, B, A−, B−, A, ולסיבוב נגד כיוון השעון, הסדר הופך ל-A, B−, A−, B, A.

יצירת רוטור מגנטי קבוע עם מספר גדול של קטבים מציבה אתגרים משמעותיים. לכן, סוג מנוע הסטפאי הזה בדרך כלל מוגבל לצעדי סיבוב גדולים, בין 30° ל-90°. המנועים הללו יש להם אינרציה גבוהה יותר, מה שמוביל לתאוצה נמוכה יותר בהשוואה למנועי סטפאי ברלונטיות משתנה. עם זאת, יש להם יתרון בכך שמנועי סטפאי מגנטי קבוע יכולים לייצר מומנט גדול יותר מאשר מנועי סטפאי ברלונטיות משתנה.