Какво е стъпков двигател с постоянен магнит и неговата работа

Какво е стъпков двигател с постоянен магнит и неговата работа

Степер с постоянен магнит двигател е съвместимо и високоефективно устройство, което има множество приложения. Тъй като роторът е направен от постоянни магнити, той не се нуждае от никакво външно възбуждане, което го прави много полезен в приложения като играчки, малки двигатели и др. което го прави полезен в деликатни приложения като медицински инструменти и въздухоплавателни конструкции. Поради малкия си размер, той е изключително мобилен и лесен за използване. Тази статия разглежда общ преглед на стъпковия двигател с постоянен магнит.



Какво е стъпков двигател с постоянен магнит?

Определение: Това е електромеханично устройство за преобразуване на енергия, което преобразува електрическата енергия в механична. В стъпков двигател както роторът, така и статор магнитните полета се възбуждат така, че взаимодействието на роторното магнитно поле и статорното магнитно поле създава въртящ момент. В стъпков двигател с постоянен магнит, ротор намотките не се възбуждат, вместо това използваме постоянни магнити.


В конвенционалните стъпкови двигатели се използват електромагнити, които трябва да бъдат възбудени отвън за създаване на магнитно поле на ротора. Но в този случай използваме постоянни магнити. Това намалява системата за възбуждане на ротора и прави двигателя по-съвместим за работа. Поради липсата на възбуждане на ротора, загубите също се намаляват.





Конструкция на стъпков двигател с постоянен магнит

Състои се от две основни части. Стационарната част наричана още статор. В статора полюсите на статора са поставени така, че когато се възбуждат с намотки, както е показано на диаграмата, всеки полюс на статора образува един магнитен полюс. Ако това е двуполюсна машина, тогава противоположните полюси се възбуждат с обща намотка, свързани последователно, така че всеки от противоположните полюси от север и юг.

Строителство

Строителство



По същия начин другите две двойки полюси се възбуждат с последователни намотки в един цикъл, така че те също образуват двойка полюси. Роторът е направен от постоянни магнити. Има много материали като керамика, които могат да се използват като постоянни магнити. Роторните магнити са свързани към външен вал, така че при въртене той осигурява механичната мощност.

Принцип на стъпков двигател

Принципът на работа на стъпковия двигател е подобен на този на конвенционалния двигател. Работи на принципа на закона на Лоренц Форс. Според която, когато токопроводящ проводник се постави в магнитно поле, той изпитва сила, дължаща се на взаимодействието на потоците.


Потокът, който взаимодейства, е магнитният поток на статора и магнитният поток на ротора. Магнитният поток на статора се създава поради външни възбуждания, а магнитният поток на ротора се създава поради постоянни магнити. Трябва също да се отбележи, че посоката на двигателя се управлява поради правилото на Fleming отляво.

Работа на стъпков двигател с постоянен магнит

Работещият стъпков двигател с постоянен магнит може да бъде обяснен в следните режими

Режим на работа

Режим на работа

Режим 1 - В този режим А фазата на полюсите на статора се възбужда заедно с последователна намотка, за да се създадат две двойки магнитни полюси. Може да се отбележи, че в този режим В фазата изобщо не се възбужда. Когато фазата А се възбуди, тя образува северния и южния полюс. В този момент магнитните полюси на ротора се привличат към магнитните полюси на статора.

Режим 2 - В този режим В фазата на полюсите на статора се възбужда заедно с последователна намотка, за да се създадат две двойки магнитни полюси. Може да се отбележи, че в този режим А фазата изобщо не се възбужда. Когато B фазата се възбуди, тя образува северния и южния полюс. В този момент магнитните полюси на ротора се привличат към магнитните полюси на статора. Което кара ротора да се върти по посока на часовниковата стрелка от режим 1.

Режим на работа 2

Режим на работа 2

Режим 3 - Отново в този режим, фазата А на полюсите на статора се възбужда заедно със серийни намотки, за да се създадат две двойки магнитни полюси. Може да се отбележи, че в този режим В фазата изобщо не се възбужда. Когато фазата А се възбуди, тя образува северния и южния полюс. В този момент магнитните полюси на ротора се привличат към магнитните полюси на статора. Той кара ротора да се върти по посока на часовниковата стрелка от режим 2.

Режим 4 - Отново В този режим, В фазата на полюсите на статора се възбужда заедно с последователна намотка, за да се създадат две двойки магнитни полюси. Може да се отбележи, че в този режим А фазата изобщо не се възбужда. Когато B фазата се възбуди, тя образува северния и южния полюс. В този момент магнитните полюси на ротора се привличат към магнитните полюси на статора. Което кара ротора да се върти по посока на часовниковата стрелка от режим 3.
По този начин роторът прави един пълен оборот от режим 1 в режим 4.

Предимства и недостатъци на стъпковия двигател

The предимства на стъпков траен магнит моторни са

  • Той е компактен и с малки размери, което го прави полезен в много приложения
  • Поради липсата на външно възбуждане загубите са по-малки
  • Поради липсата на външно възбуждане, поддръжката е по-малка.
  • Той може да бъде свързан към външната верига, за да контролира скоростта на двигателя
  • Сензори могат да се използват за локализиране на намотките на ротора
  • Може да се управлява в широк диапазон от скорост и въртящ момент.
  • Прецизен контрол

The недостатъци на стъпков двигател с постоянен магнит са

  • Поради ограниченията в постоянния магнит, той не може да се използва за приложения с висока мощност
  • Въртящ момент произведеното е ограничено
  • Животът на постоянен магнит е ограничен.

Приложения

The приложения на стъпков двигател с постоянен магнит са

  • Авиационна индустрия
  • Роботика
  • Играчки
  • производство
  • Контролна индустрия
  • Фрези и печат

Следователно видяхме принципа на работа, конструктивните аспекти и приложенията на степер с постоянен магнит мотор. Трябва да се отбележи кои магнитни материали се използват за подобряване на работата на тези двигатели и как да се контролира ъгълът на стъпка на машината?