영구자석 스텝 모터

영구자석 스텝 모터는 단일 스택 가변 자기 저항 모터의 정자 구조와 매우 유사합니다. 실린더 형태의 로터는 고유지력 강철로 만들어진 영구자석 극으로 구성됩니다. 정자에서는 직경 방향으로 반대되는 극에 위치한 집중 와인딩이 직렬로 연결되어 2상 와인딩을 형성합니다.

로터 극과 정자 톱니의 정렬은 와인딩의 흥분에 따라 달라집니다. 예를 들어, 두 코일 AA’는 직렬로 연결되어 A 상의 와인딩을 형성합니다. 마찬가지로, 두 코일 BB’는 직렬로 연결되어 B 상의 와인딩을 형성합니다. 아래 도표는 4/2-극 영구자석 스텝 모터의 구조와 와인딩 구성을 시각적으로 나타내고 있습니다.

도 (a)에서 A 상의 시작부터 끝까지 전류가 흐릅니다. 상 와인딩은 A로 표시되고, 전류는 iA+로 표기됩니다. 이 도는 iA+ 전류로 와인딩이 흥분될 때의 상황을 보여줍니다. 결과적으로 로터의 남극은 정자 A 상에 의해 끌어당겨져, 정자와 로터의 자기축이 완벽하게 일치하게 되며 각 변위 α=0∘가 됩니다.

마찬가지로, 도 (b)에서 B 상의 시작부터 끝까지 전류가 흐릅니다. 전류는 iB+로 표기되고, 와인딩은 B로 표시됩니다. 도 (b)를 보면, A 상의 와인딩에는 전류가 흐르지 않고, B 상은 iB+ 전류로 흥분됩니다. 그러면 정자 극이 해당 로터 극을 끌어당겨, 로터가 시계 방향으로 90도 회전합니다. 이 시점에서 α=90∘입니다.

도 (c)는 A 상의 끝에서 시작점까지 전류가 흐르는 상황을 보여줍니다. 이 전류는 iA−로 표기되며, 와인딩은 iA−로 표시됩니다. 특히, iA− 전류는 iA+ 전류의 방향과 반대입니다. 이 경우, B 상의 와인딩은 비활성화되고, A 상의 와인딩은 iA− 전류로 활성화됩니다. 그 결과, 로터는 시계 방향으로 90도 더 회전하며, 각 변위는 α=180∘가 됩니다.

위 도 (d)에서 B 상의 끝에서 시작점까지 전류가 흐르며, 이 전류는 iB−로 표기되고, 해당 와인딩은 B−로 표시됩니다. 이 시점에서 A 상은 비활성화되고, B 상은 흥분됩니다. 결과적으로 로터는 90도 더 회전하며, 각 변위 α는 270∘가 됩니다.

로터가 한 바퀴 완전히 회전하여 α=360∘를 달성하려면, B 상의 와인딩이 비활성화되고 A 상이 흥분될 때 로터는 90도 더 회전합니다. 영구자석 스텝 모터에서 회전 방향은 상 전류의 극성에 의해 결정됩니다. 시계 방향으로 회전할 때, 상 흥분 순서는 A,B,A−,B−,A이며, 반시계 방향으로 회전할 때, 순서는 A,B−,A−,B,A가 됩니다.

많은 수의 극을 가진 영구자석 로터를 제작하는 것은 큰 도전입니다. 따라서, 이러한 종류의 스텝 모터는 일반적으로 30∘에서 90∘ 범위의 큰 단계 크기에 제한됩니다. 이러한 모터는 가변 자기 저항 스텝 모터보다 더 큰 관성으로 인해 낮은 가속률을 가지지만, 영구자석 스텝 모터는 가변 자기 저항 스텝 모터보다 더 큰 토크를 생성할 수 있다는 장점이 있습니다.