Trajnostni magnetni korakovi motor

Stalni magnetni korakni motor ima konstrukcijo statorja, ki je zelo podoben konstrukciji enostavnega varnostnega motorja s spremenljivo vstopnico. Njegov rotor, valjkaste oblike, je sestavljen iz polov stalnega magnetskega materijala visoke ostvarjalne moči. Na statorju so koncentrirane navije, ki so postavljene na diametralno nasprotnih polih, povezane v vrsto in tako tvorijo dvofazno navije.

Poravnava polov rotora s zobci statorja je odvisna od vzbuževanja navije. Na primer, dve naviji AA’ sta povezani v vrsto in sestavljata navije za Fazo A. Podobno sta dve naviji BB’ povezani v vrsto in ustvarjata navije za Fazo B. Spodnji diagram prikazuje 4/2-poli stalnega magnetskega koraknega motorja, kar omogoča vizualno predstavitev njegove strukture in konfiguracije navije.

Na Sliki (a) tok teče od začetka do konca Faze A. Fazna navija je označena kot A, tok pa je označen z iA+. Ta slika prikazuje situacijo, ko je fazna navija vzbužena s tokom iA+. Tako se južni pol rotora privlači k Fazi A statorja. Posledično se magnetske osi statorja in rotora popolnoma poravnata, z kotom razmaknjenosti α=0°.

Podobno na Sliki (b) tok teče od začetka do konca Faze B. Tok je označen z iB+, navija pa je označena z B. Ko pogledamo Sliko (b), lahko opazimo, da navija Faze A nima toka, medtem ko je Faza B vzbužena s tokom iB+. Statorski pol potem privlači ustrezni pol rotora, kar povzroči, da se rotor obrne za 90 stopinj v smeri urinega kazalca. V tej fazi je α=90°.

Slika (c) prikazuje situacijo, kjer tok teče od konca do začetka Faze A. Ta tok je predstavljen z iA−, navija pa je označena z iA−. Opomba: tok iA− ima nasprotno smer kot iA+. V tem primeru je navija Faze B deaktivirana, medtem ko je navija Faze A aktivirana s tokom iA−. Tako se rotor nadaljuje z dodatnim 90 stopinjskim obratom v smeri urinega kazalca, in kotna razdalja doseže α=180°.

Na zgornji Sliki (d) tok teče od konca do začetka Faze B, označen z iB−, ustrezen navija pa je označen z B−. V tem trenutku je Faza A deaktivirana, medtem ko je Faza B vzbužena. Tako se rotor premakne za dodatnih 90 stopinj, in kotna razdalja α doseže 270°.

Za dokončanje celotnega obraza rotora, doseganje α=360°, se rotor premakne za dodatnih 90 stopinj, ko je navija Faze B deaktivirana in Faza A vzbužena. Smer vrtenja v stalnem magnetskem koraknem motorju je odvisna od polaritete faznega toka. Za vrtenje v smeri urinega kazalca je zaporedje fazne vzbuženosti A, B, A−, B−, A, medtem ko za vrtenje v nasprotni smeri postane zaporedje A, B−, A−, B, A.

Izdelava rotora s stalnim magnetom s številnimi poli predstavlja velik izziv. Zato je ta tip koraknega motorja običajno omejen na večje koraki, ki segajo od 30° do 90°. Ti motorji imajo višjo inertialnost, kar pomeni nižjo pospeševalno hitrost glede na korakne motorje s spremenljivo vstopnico. Vendar imajo prednost, saj lahko stalni magnetski korakni motorji generirajo večjo vrednost vrtinca kot korakni motorji s spremenljivo vstopnico.