Permanentmagnetstegmotor

Den permanenta magnetstegmotor har en statorstruktur som liknar den av en enkel-stapel variabel reluktansmotor. Röret, som är cylinderformat, består av permanenta magnetpoler gjorda av högrestivitetsstål. På statorn är de koncentrerande vindningarna som sitter på diametralt motsatta poler seriekopplade, vilket bildar en tvåfasvindning.

Justeringen av rotorpolerna i förhållande till stator-tänderna beror på upphetsningen av vindningen. Till exempel är de två spolen AA' seriekopplade för att utgöra en vindning för Fas A. På samma sätt är de två spolen BB' seriekopplade för att skapa en Fas B-vindning. Figuren nedan visar en 4/2-pols permanentmagnetstegmotor, vilket ger en visuell representation av dess strukturella och vindningskonfiguration.

I figur (a) flödar strömmen från början till slutet av Fas A. Fasvindningen betecknas som A, och strömmen anges med iA+. Denna figur illustrerar situationen när fasvindningen är upphetsad med strömmen iA+. Som ett resultat dras den södra polen av roteraren till Stator Fas A. Konsekvent aligneras de magnetiska axlarna av statorn och roteraren perfekt, med vinkelförskjutningen α=0∘.

På liknande sätt i figur (b), genomtraverserar strömmen från början till slutet av Fas B. Strömmen indikeras som iB+, och vindningen är märkt som B. När man betraktar figur (b) kan man observera att vindningen av Fas A bär ingen ström, medan Fas B är upphetsad av strömmen iB+. Då dras statorpolen till motsvarande rotorpol, vilket gör att roteraren roterar 90 grader i klockriktning. I detta skede är α=90∘.

Figur (c) illustrerar en situation där strömmen flödar från slutet till början av Fas A. Denna ström representeras av iA−, och vindningen är märkt som iA−. Notera att strömmen iA− har en riktning som är motsatt till iA+. I detta fall är Fas B-vindningen de-energiserad, medan Fas A-vindningen är aktiverad av strömmen iA−. Konsekvent fortsätter roteraren att röra sig ytterligare 90 grader i klockriktning, och vinkelförskjutningen når α=180∘.

I figur (d) ovan flödar strömmen från slutet till startpunkten av Fas B, betecknad som iB−, och motsvarande vindning är märkt som B−. I detta ögonblick är Fas A de-energiserad, medan Fas B är upphetsad. Som ett resultat går roteraren ytterligare 90 grader, och vinkelförskjutningen α når 270∘.

För att fullfölja en full rotation av roteraren, att uppnå α=360∘, rör sig roteraren ytterligare 90 grader när vindningen av Fas B är de-energiserad och Fas A är upphetsad. I en permanentmagnetstegmotor bestäms riktningen av rotationen av fasspanningens polaritet. För klockriktning följer sekvensen av faseupphetsning A, B, A−, B−, A, medan för motklockriktning blir sekvensen A, B−, A−, B, A.

Tillverkning av en permanentmagnetrotor med ett stort antal poler innebär betydande utmaningar. Därför begränsas denna typ av stegmotor vanligtvis till stora stegstorlekar, mellan 30∘ och 90∘. Dessa motorer har högre tröghet, vilket resulterar i en lägre accelerationshastighet jämfört med variabel reluktansstegmotorer. Dock har de fördelen att permanentmagnetstegmotorer kan generera större moment än variabel reluktansstegmotorer.