Motor Stepper Magnet Tetap

Motor langkah magnet permanen memiliki konstruksi stator yang sangat mirip dengan motor variabel reluctance tunggal. Rotornya, berbentuk silinder, terdiri dari kutub magnet permanen yang dibuat dari baja tinggi retensi. Pada stator, lilitan konsentrasi yang terletak pada kutub yang berlawanan secara diametral dihubungkan secara seri, sehingga membentuk lilitan dua fasa.

Penyelarasan kutub rotor dengan gigi stator bergantung pada pemberian energi ke lilitan. Misalnya, dua koil AA’ dihubungkan secara seri untuk membentuk lilitan Fase A. Demikian pula, dua koil BB’ dihubungkan secara seri untuk membuat lilitan Fase B. Diagram di bawah ini menggambarkan motor langkah magnet permanen 4/2 kutub, memberikan representasi visual dari konfigurasi struktur dan lilitannya.

Pada Gambar (a), arus mengalir dari awal hingga akhir Fase A. Lilitan fase diberi label A, dan arus ditandai oleh iA+. Gambar ini menunjukkan situasi ketika lilitan fase dipasok dengan arus iA+. Akibatnya, kutub selatan rotor tertarik oleh Fase A Stator. Dengan demikian, sumbu magnetik stator dan rotor menjadi sejajar sempurna, dengan pergeseran sudut α=0∘.

Demikian pula, pada Gambar (b), arus melewati dari awal hingga akhir Fase B. Arus tersebut ditandai sebagai iB+, dan lilitan diberi label B. Dalam memeriksa Gambar (b), dapat dilihat bahwa lilitan Fase A tidak membawa arus, sementara Fase B dipasok dengan arus iB+. Kutub stator kemudian menarik kutub rotor yang sesuai, menyebabkan rotor berputar 90 derajat dalam arah jarum jam. Pada tahap ini, α=90∘.

Gambar (c) menggambarkan situasi di mana arus mengalir dari akhir hingga awal Fase A. Arus ini dinyatakan oleh iA−, dan lilitan diberi label iA−. Perlu dicatat bahwa arus iA− memiliki arah yang berlawanan dengan iA+. Dalam kasus ini, lilitan Fase B tidak dipasok, dan lilitan Fase A diaktifkan oleh arus iA−. Akibatnya, rotor bergerak lagi 90 derajat dalam arah jarum jam, dan pergeseran sudut mencapai α=180∘.

Pada Gambar (d) di atas, arus mengalir dari akhir hingga titik awal Fase B, ditandai sebagai iB−, dan lilitan yang sesuai diberi label B−. Pada saat itu, Fase A tidak dipasok, sementara Fase B dipasok. Akibatnya, rotor maju lagi 90 derajat, dan pergeseran sudut α mencapai 270∘.

Untuk menyelesaikan satu putaran penuh rotor, mencapai α=360∘, rotor bergerak tambahan 90 derajat ketika lilitan Fase B tidak dipasok dan Fase A dipasok. Pada motor langkah magnet permanen, arah rotasi ditentukan oleh polaritas arus fase. Untuk rotasi searah jarum jam, urutan pemberian energi fase adalah A,B,A−,B−,A, sementara untuk rotasi berlawanan arah jarum jam, urutannya menjadi A,B−,A−,B,A.

Membuat rotor magnet permanen dengan banyak kutub merupakan tantangan yang signifikan. Oleh karena itu, jenis motor langkah ini biasanya terbatas pada ukuran langkah yang besar, berkisar dari 30∘ hingga 90∘. Motor-motor ini memiliki inersia yang lebih tinggi, yang menghasilkan laju percepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan motor langkah variabel reluctance. Namun, mereka memiliki keuntungan bahwa motor langkah magnet permanen dapat menghasilkan torsi yang lebih besar daripada motor langkah variabel reluctance.