Permanent magnet stegmotor

Den permanente magnetstegmotoren har en statoroppbygging som er svært lik den enkeltstabelige variabel motstandsmotoren. Rotor, som er sylindrisk i form, består av permanente magnetpoler laget av høybevaringsstål. På stator er de koncentrerte spolevindingene plassert på diametralt motsatte poler koblet sammen i serie, noe som danner en to-fase vinding.

Justeringen av rotorpolene med stator-tennene er avhengig av opphidsringen av vindingen. For eksempel, de to spolene AA’ er koblet sammen i serie for å danne en fase A-vinding. Tilsvarende er de to spolene BB’ koblet sammen i serie for å lage en fase B-vinding. Figuren nedenfor viser en 4/2-pols permanent magnetstegmotor, som gir en visuell representasjon av dens strukturelle og vindingskonfigurasjon.

I figur (a) strømmer strømmen fra start til slutt av fase A. Fasevindingen merkes som A, og strømmen angis med iA+. Denne figuren viser situasjonen når fasevindingen er opphidsret med strømmen iA+. Dette fører til at den sørlige polen av rotoren blir tiltrukket av Statorfase A. Dermed alignere de magnetiske akser av stator og rotor perfekt, med vinkelen α=0°.

Tilsvarende, i figur (b), går strømmen fra start til slutt av fase B. Strømmen indikeres som iB+, og vindingen merkes som B. Når man ser på figur (b), kan man se at fase A-vindingen ikke bærer noen strøm, mens fase B er opphidsret av strømmen iB+. Da trekker statorpolen den tilsvarende rotorpolen, noe som fører til at rotoren roterer 90 grader i klokkenes retning. På dette punktet er α=90°.

Figur (c) viser en situasjon hvor strømmen går fra slutten til begynnelsen av fase A. Denne strømmen representeres ved iA−, og vindingen merkes som iA−. Merk at strømmen iA− har motsatt retning sammenlignet med iA+. I dette tilfellet er fase B-vindingen de-energisert, og fase A-vindingen aktiveres av strømmen iA−. Dermed fortsetter rotoren å bevege seg ytterligere 90 grader i klokkenes retning, og vinkelavviket nås α=180°.

I figur (d) ovenfor, strømmer strømmen fra slutten til startpunktet av fase B, merket som iB−, og den tilsvarende vindingen merkes som B−. På dette tidspunktet er fase A de-energisert, mens fase B er opphidsret. Dette fører til at rotoren beveger seg ytterligere 90 grader, og vinkelavviket α når 270°.

For å fullføre en full rotasjon av rotoren, å nå α=360°, beveger rotoren seg et ekstra 90 grader når fase B-vindingen er de-energisert og fase A er opphidsret. I en permanent magnetstegmotor er retningen av rotasjon bestemt av polariteten av fasesstrømmen. For rotasjon i klokkenes retning er sekvensen av faseopphidsring A, B, A−, B−, A, mens for rotasjon mot klokkenes retning blir sekvensen A, B−, A−, B, A.

Å produsere en permanent magnetrotor med et stort antall poler er betydelig utfordrende. Derfor er denne typen stegmotor typisk begrenset til store stegstørrelser, fra 30° til 90°. Disse motorer har høyere trøghet, noe som resulterer i en lavere akselerasjonsrate sammenlignet med variabel motstand stegmotorer. Imidlertid har de fordelen at permanente magnetstegmotorer kan generere større dreiemoment enn variabel motstand stegmotorer.