Kalıcı Manyetik Adım Motoru

Kalıcı manyetik adım motorun stator yapısı, tek katlı değişken dirençli motora çok benzemektedir. Silindir şeklindeki rotor, yüksek tutma gücü çeliğinden yapılmış kalıcı manyetik kutuplardan oluşur. Statörde, çapraz olarak karşı olan kutuplara yerleştirilen odaklanma bobinleri seri olarak birleştirilerek iki fazlı bir bobin oluşturulur.

Rotor kutuplarının statör dişlerine hizalanması, bobinin uyarılmasına bağlıdır. Örneğin, iki sargı AA’ serisi olarak bağlanarak Faz A için bir bobin oluşturur. Benzer şekilde, iki sargı BB’ serisi olarak bağlanarak Faz B için bir bobin oluşturulur. Aşağıdaki diyagram, 4/2 kutuplu kalıcı manyetik adım motorunu göstermektedir ve yapısal ve bobin konfigürasyonunun görsel bir temsilini sunmaktadır.

Şekil (a)’da, akım Faz A’nın başlangıcından sonuna doğru akar. Faz bobini A olarak etiketlenmiştir ve akım iA+ ile gösterilmiştir. Bu şekil, bobinin iA+ akımıyla uyarlandığı durumu göstermektedir. Sonuç olarak, rotorun güney kutbu, Statör Faz A tarafından çekilmekte ve stator ile rotorun manyetik eksenleri mükemmel bir şekilde hizalanır, açısal yer değiştirme α=0∘ olmaktadır.

Benzer şekilde, Şekil (b)’de, akım Faz B’nin başlangıcından sonuna doğru akar. Akım iB+ olarak belirtilmiş ve bobin B olarak işaretlenmiş. Şekil (b) incelendiğinde, Faz A bobininin hiçbir akım taşımadığı, Faz B ise iB+ akımıyla uyarlandığı görülebilir. Stator kutbu, karşılık gelen rotor kutbunu çekerek rotora saat yönünde 90 derece döndürür. Bu aşamada, α=90∘ olmaktadır.

Şekil (c), akımın Faz A’dan sondan başlangıç noktasına doğru aktığı bir durumu göstermektedir. Bu akım iA− ile gösterilmiştir ve bobin iA− olarak etiketlenmiştir. iA− akımı, iA+ akımının yönünün tam tersindedir. Bu durumda, Faz B bobini devre dışı bırakılır ve Faz A bobini iA− akımıyla uyarlanır. Sonuç olarak, rotor saat yönünde 90 derece daha ilerler ve açısal yer değiştirme α=180∘ olur.

Yukarıdaki Şekil (d)’de, akım Faz B’nin sonundan başlangıç noktasına doğru akar, bu akım iB− olarak belirtilmiş ve karşılık gelen bobin B− olarak etiketlenmiştir. Bu an, Faz A devre dışı bırakılırken, Faz B uyarlanmıştır. Sonuç olarak, rotor saat yönünde 90 derece daha ilerler ve açısal yer değiştirme α 270∘ olur.

Rotorun tam bir devreyi tamamlaması, yani α=360∘ olması için, Faz B bobini devre dışı bırakılır ve Faz A uyarlanır. Kalıcı manyetik adım motorunda, dönme yönü faz akımının polaritesine bağlıdır. Saat yönünde dönme için faz uyarlama sırası A,B,A−,B−,A olurken, saat yönünün tersine dönme için sıra A,B−,A−,B,A olur.

Büyük sayıda kütble sahip kalıcı manyetik bir rotoru üretmek önemli zorluklar sunar. Bu nedenle, bu tür adım motorları genellikle 30∘ ile 90∘ arasında büyük adımlara sınırlıdır. Bu motorlar, daha yüksek inersiyaya sahiptir, bu da değişken dirençli adım motorlarına kıyasla daha düşük ivme oranlarına sebep olur. Ancak, kalıcı manyetik adım motorları, değişken dirençli adım motorlarına göre daha büyük tork üretebilme avantajına sahiptir.