Постійний магнітний кроковий двигун

Структура статора постійного магнітного крокового двигуна дуже схожа на конструкцію статора одношарового крокового двигуна з перемінною релуктанцією. Його ротор, який має циліндричну форму, складається з полюсів постійного магніта, виготовлених з сталі з високою коерцитивною силою. На статорі концентруючі обмотки, розташовані на діаметрально протилежних полюсах, підключено послідовно, що утворює двофазну обмотку.

Вирівнювання полюсів ротора з зубцями статора залежить від запитання обмоток. Наприклад, дві катушка AA’ підключені послідовно для формування обмотки фази A. Аналогічно, дві катушки BB’ підключені послідовно для створення обмотки фази B. Нижче представлений діаграма 4/2-полюсного постійного магнітного крокового двигуна, що ілюструє його конструктивну та обмоткову конфігурацію.

На малюнку (a) струм проймає від початку до кінця фази A. Обмотка фази позначена як A, а струм позначений як iA+. Цей малюнок показує ситуацію, коли обмотка фази запитана струмом iA+. В результаті, північний полюс ротора притягується статором фази A. Таким чином, магнітні осі статора та ротора відповідно вирівнюються, а кутова прогина α=0°.

Аналогічно, на малюнку (b) струм проходить від початку до кінця фази B. Струм позначений як iB+, а обмотка позначена як B. При перегляді малюнка (b) можна помітити, що обмотка фази A не носить струму, а фаза B запитана струмом iB+. Полюс статора тоді притягує відповідний полюс ротора, що призводить до повороту ротора на 90 градусів за годинниковою стрілкою. На цьому етапі α=90°.

Малюнок (c) ілюструє ситуацію, коли струм проходить від кінця до початку фази A. Цей струм позначений як iA−, а обмотка позначена як iA−. Зверніть увагу, що струм iA− має напрямок, протилежний iA+. У цьому випадку, обмотка фази B розпітана, а обмотка фази A активована струмом iA−. В результаті, ротор продовжує рухатися ще на 90 градусів за годинниковою стрілкою, і кутова прогина досягає α=180°.

На малюнку (d) вище, струм проходить від кінця до початку фази B, позначеного як iB−, а відповідна обмотка позначена як B−. На цей момент, фаза A розпітана, а фаза B запитана. В результаті, ротор продовжує рухатися ще на 90 градусів, і кутова прогина α досягає 270°.

Для завершення повного обертання ротора, досягнення α=360°, ротор рухається ще на 90 градусів, коли обмотка фази B розпітана, а фаза A запитана. У постійному магнітному кроковому двигуні, напрямок обертання визначається полярністю струму фази. Для обертання за годинниковою стрілкою, послідовність запитання фаз така: A,B,A−,B−,A, а для обертання проти годинникової стрілки, послідовність стає A,B−,A−,B,A.

Виробництво ротора постійного магніта з великою кількістю полюсів представляє значні труднощі. Тому цей тип крокового двигуна зазвичай обмежений великими кроками, що від 30° до 90°. Ці двигуни мають більшу інерцію, що призводить до нижчої швидкості прискорення порівняно з кроковими двигунами з перемінною релуктанцією. Однак, вони мають перевагу в тому, що постійні магнітні крокові двигуни можуть генерувати більший момент, ніж крокові двигуни з перемінною релуктанцією.