Motor Passo com Ímã Permanente

O motor passo a passo de ímã permanente apresenta uma construção do estator que se assemelha muito à do motor de reluctância variável de pilha única. Seu rotor, de forma cilíndrica, é composto por polos de ímã permanente feitos de aço de alta retentividade. No estator, as bobinas concentradas situadas em polos diametralmente opostos estão conectadas em série, formando assim uma bobina bifásica.

A alinhamento dos polos do rotor com os dentes do estator depende da excitação da bobina. Por exemplo, as duas bobinas AA’ estão conectadas em série para constituir uma bobina da Fase A. Da mesma forma, as duas bobinas BB’ estão conectadas em série para criar uma bobina da Fase B. O diagrama abaixo ilustra um motor passo a passo de ímã permanente de 4/2 polos, fornecendo uma representação visual de sua configuração estrutural e de enrolamento.

Na Figura (a), a corrente flui do início ao fim da Fase A. A bobina da fase é rotulada como A, e a corrente é denotada por iA+. Esta figura retrata o cenário quando a bobina da fase é energizada com a corrente iA+. Como resultado, o polo sul do rotor é atraído pela Fase A do estator. Consequentemente, os eixos magnéticos do estator e do rotor se alinham perfeitamente, com o deslocamento angular α=0∘.

De maneira semelhante, na Figura (b), a corrente percorre do início ao fim da Fase B. A corrente é indicada como iB+, e a bobina é marcada como B. Ao examinar a Figura (b), pode-se observar que a bobina da Fase A não carrega corrente, enquanto a Fase B é excitada pela corrente iB+. O polo do estator então atrai o polo correspondente do rotor, fazendo com que o rotor gire 90 graus no sentido horário. Nesta etapa, α=90∘.

A Figura (c) ilustra uma situação onde a corrente flui do final ao início da Fase A. Esta corrente é representada por iA−, e a bobina é rotulada como iA−. Notavelmente, a corrente iA− tem uma direção oposta à de iA+. Neste caso, a bobina da Fase B está desenergizada, e a bobina da Fase A é ativada pela corrente iA−. Consequentemente, o rotor continua a mover mais 90 graus no sentido horário, e o deslocamento angular atinge α=180∘.

Na Figura (d) acima, a corrente flui do final ao ponto inicial da Fase B, denotada como iB−, e a bobina correspondente é rotulada como B−. Neste momento, a Fase A está desenergizada, enquanto a Fase B está excitada. Como resultado, o rotor avança mais 90 graus, e o deslocamento angular α atinge 270∘.

Para completar uma revolução completa do rotor, alcançando α=360∘, o rotor move-se adicionalmente 90 graus quando a bobina da Fase B está desenergizada e a Fase A é excitada. Em um motor passo a passo de ímã permanente, a direção de rotação é determinada pela polaridade da corrente da fase. Para rotação no sentido horário, a sequência de excitação das fases é A,B,A−,B−,A, enquanto para rotação no sentido anti-horário, a sequência torna-se A,B−,A−,B,A.

A fabricação de um rotor de ímã permanente com um grande número de polos apresenta desafios significativos. Consequentemente, este tipo de motor passo a passo geralmente é limitado a passos grandes, variando de 30∘ a 90∘. Esses motores têm inércia maior, resultando em uma taxa de aceleração menor em comparação com os motores passo a passo de reluctância variável. No entanto, eles possuem a vantagem de que os motores passo a passo de ímã permanente podem gerar maior torque do que os motores passo a passo de reluctância variável.