Uno stepper a magnete permanente motore è un dispositivo compatibile e altamente efficiente che ha numerose applicazioni. Poiché il rotore è costituito da magneti permanenti, non necessita di alcuna eccitazione esterna che lo rende molto utile in applicazioni come giocattoli, piccoli motori, ecc. A causa dei suoi aspetti di design, l'angolo di passo di ogni rotazione può essere facilmente progettato, che lo rende utile in applicazioni delicate come strumenti medici e strutture aeronautiche. Grazie alle sue dimensioni ridotte, è altamente mobile e facile da usare. Questo articolo discute una panoramica del motore passo-passo a magneti permanenti.
Cos'è un motore passo-passo a magneti permanenti?
Definizione: è un dispositivo elettromeccanico di conversione dell'energia, che converte l'energia elettrica in energia meccanica. In un motore passo-passo, sia il rotore che statore i campi magnetici sono eccitati in modo tale che l'interazione del campo magnetico del rotore e del campo magnetico dello statore produca una coppia. In un motore passo-passo a magneti permanenti, il rotore le bobine non sono eccitate, invece usiamo magneti permanenti.
Nei motori passo-passo convenzionali vengono utilizzati elettromagneti, che devono essere eccitati esternamente per la creazione di un campo magnetico del rotore. Ma in questo caso utilizziamo magneti permanenti. Ciò riduce il sistema di eccitazione del rotore e rende il motore più compatibile per il funzionamento. A causa dell'assenza di eccitazione del rotore, anche le perdite sono ridotte.
Costruzione del motore passo-passo a magneti permanenti
Consiste di due parti fondamentali. La parte stazionaria chiamata anche statore. Nello statore, i poli dello statore sono posizionati in modo tale che, quando eccitati con gli avvolgimenti come mostrato nel diagramma, ciascun polo dello statore formi un polo magnetico. Se è una macchina bipolare, i poli opposti sono eccitati con avvolgimento comune collegato in serie, in modo tale che ciascuno dei poli opposti da Nord e Sud.
Costruzione
Allo stesso modo, le altre due coppie di poli sono eccitate con un avvolgimento in serie in un ciclo, in modo tale che anch'esse formino una coppia di poli. Il rotore è costituito da magneti permanenti. Ci sono molti materiali come la ceramica che possono essere usati come magneti permanenti. I magneti del rotore sono collegati ad un albero esterno, tale che, in rotazione, fornisce l'uscita meccanica.
Principio del motore passo-passo
Il principio di funzionamento del motore passo-passo è simile a quello di un motore convenzionale. Funziona sul principio della legge della Lorentz Force. Secondo il quale, ogni volta che un conduttore che trasporta corrente viene posto in un campo magnetico, subisce una forza, dovuta all'interazione dei flussi.
Il flusso che interagisce è il flusso magnetico dello statore e il flusso magnetico del rotore. Il flusso magnetico dello statore viene creato a causa di eccitazioni esterne e il flusso magnetico del rotore viene creato a causa di magneti permanenti. Va anche notato che la direzione del motore è regolata dalla regola della mano sinistra di Fleming.
Funzionamento del motore passo-passo a magneti permanenti
Il funzionamento del motore passo-passo a magneti permanenti può essere spiegato nelle seguenti modalità
Modalità di lavoro 1
Modalità 1 - In questa modalità, la fase A dei poli dello statore viene eccitata insieme all'avvolgimento in serie per creare due coppie di poli magnetici. Si può notare che, in questa modalità, la fase B non è affatto eccitata. Quando la fase A è eccitata, forma il polo nord e sud. In questo momento, i poli magnetici del rotore sono attratti dai poli magnetici dello statore.
Modalità 2 - In questa modalità, la fase B dei poli dello statore viene eccitata insieme all'avvolgimento in serie per creare due coppie di poli magnetici. Si può notare che, in questa modalità, la fase A non è affatto eccitata. Quando la fase B è eccitata, forma il polo nord e sud. In questo momento, i poli magnetici del rotore sono attratti dai poli magnetici dello statore. Ciò fa ruotare il rotore in senso orario dalla modalità 1.
Modalità di lavoro 2
Modalità 3 - Anche in questo caso, la fase A dei poli dello statore viene eccitata insieme all'avvolgimento in serie per creare due coppie di poli magnetici. Si può notare che, in questa modalità, la fase B non è affatto eccitata. Quando la fase A è eccitata, forma il polo nord e sud. In questo momento, i poli magnetici del rotore sono attratti dai poli magnetici dello statore. Fa ruotare il rotore in senso orario dalla modalità 2.
Modalità 4 - Anche in questo caso, la fase B dei poli dello statore viene eccitata insieme all'avvolgimento in serie per creare due coppie di poli magnetici. Si può notare che, in questa modalità, la fase A non è affatto eccitata. Quando la fase B è eccitata, forma il polo nord e il polo sud. In questo momento, i poli magnetici del rotore sono attratti dai poli magnetici dello statore. Che fa ruotare il rotore in senso orario dalla modalità 3.
In questo modo, il rotore compie un giro completo dalla modalità 1 alla modalità 4.
Vantaggi e svantaggi del motore passo-passo
Il vantaggi di uno stepper a magneti permanenti motore sono
- È compatto e di piccole dimensioni, il che lo rende utile in molte applicazioni
- A causa dell'assenza di qualsiasi eccitazione esterna, le perdite sono inferiori
- A causa dell'assenza di qualsiasi eccitazione esterna, la manutenzione è minore.
- Può essere collegato al circuito esterno, per controllare la velocità del motore
- I sensori possono essere utilizzati per individuare gli avvolgimenti del rotore
- Può essere utilizzato in un'ampia gamma di velocità e coppia.
- Controllo preciso
Il svantaggi di un motore passo-passo a magneti permanenti siamo
- A causa delle limitazioni del magnete permanente, non può essere utilizzato per applicazioni ad alta potenza
- Coppia prodotta è limitata
- La durata di un magnete permanente è limitata.
Applicazioni
Il applicazioni di un motore passo-passo a magneti permanenti siamo
- Industria aeronautica
- Robotica
- Giocattoli
- Produzione
- Industria di controllo
- Mulini e stampa
Quindi abbiamo visto il principio di funzionamento, gli aspetti costruttivi e le applicazioni del stepper a magneti permanenti il motore. Va notato quali materiali magnetici vengono utilizzati per migliorare le prestazioni di questi motori e come controllare l'angolo di passo della macchina?
