Ένα μόνιμο μαγνήτη μηχανή είναι μια συμβατή και πολύ αποτελεσματική συσκευή που έχει πολλές εφαρμογές. Δεδομένου ότι ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από μόνιμους μαγνήτες, δεν χρειάζεται εξωτερική διέγερση που το καθιστά πολύ χρήσιμο σε εφαρμογές όπως παιχνίδια, μικρούς κινητήρες κ.λπ. Λόγω των σχεδιαστικών του πτυχών, η γωνία βημάτων κάθε περιστροφής μπορεί να σχεδιαστεί εύκολα, που το καθιστά χρήσιμο σε ευαίσθητες εφαρμογές όπως ιατρικά όργανα και αεροναυτικές δομές. Λόγω του μικρού μεγέθους του, είναι εξαιρετικά φορητό και εύκολο στη χρήση. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του κινητήρα stepper μόνιμου μαγνήτη.
Τι είναι ένας κινητήρας Stepper μόνιμου μαγνήτη;
Ορισμός: Είναι μια συσκευή ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας, η οποία μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Σε έναν κινητήρα stepper, τόσο ο ρότορας όσο και στάτωρ Τα μαγνητικά πεδία διεγείρονται έτσι ώστε η αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου του ρότορα και του μαγνητικού πεδίου του στάτορα να παράγει ροπή. Σε έναν βηματικό κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, το στροφείο τα πηνία δεν είναι ενθουσιασμένα, αντ 'αυτού, χρησιμοποιούμε μόνιμους μαγνήτες.
Σε συμβατικούς κινητήρες stepper, χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνήτες, οι οποίοι πρέπει να ενθουσιαστούν εξωτερικά για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου ρότορα. Αλλά σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιούμε μόνιμους μαγνήτες. Αυτό μειώνει το σύστημα διέγερσης του ρότορα και καθιστά τον κινητήρα πιο συμβατό για λειτουργία. Λόγω της απουσίας διέγερσης ρότορα, οι απώλειες μειώνονται επίσης.
Κατασκευή κινητήρα Stepper μόνιμου μαγνήτη
Αποτελείται από δύο βασικά μέρη. Το στάσιμο τμήμα ονομάζεται επίσης στάτορας. Στον στάτορα, οι πόλοι στάτορα τοποθετούνται έτσι ώστε, όταν διεγείρονται με περιελίξεις όπως φαίνεται στο διάγραμμα, κάθε πόλος στάτορα σχηματίζει έναν μαγνητικό πόλο. Εάν πρόκειται για δίπολο μηχάνημα, τότε οι αντίθετοι πόλοι είναι ενθουσιασμένοι με κοινή περιέλιξη συνδεδεμένη σε σειρά, έτσι ώστε, καθένας από τους αντίθετους πόλους από Βόρεια και Νότια.
Κατασκευή
Παρομοίως, τα άλλα δύο ζεύγη πόλων είναι ενθουσιασμένα με σειρά περιέλιξης σε έναν κύκλο, έτσι ώστε να σχηματίζουν επίσης ένα ζευγάρι πόλων. Ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από μόνιμους μαγνήτες. Υπάρχουν πολλά υλικά όπως το κεραμικό που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μόνιμοι μαγνήτες. Οι μαγνήτες στροφείου συνδέονται με έναν εξωτερικό άξονα, έτσι ώστε, κατά την περιστροφή, να παρέχει τη μηχανική έξοδο.
Αρχή του Stepper Motor
Η αρχή λειτουργίας του βηματικού κινητήρα είναι παρόμοια με εκείνη ενός συμβατικού κινητήρα. Λειτουργεί βάσει της αρχής του νόμου Lorentz Force. Σύμφωνα με το οποίο, κάθε φορά που ένας αγωγός μεταφοράς ρεύματος τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο, βιώνει μια δύναμη, λόγω της αλληλεπίδρασης των ροών.
Η ροή που αλληλεπιδρά είναι μαγνητική ροή στάτορα και μαγνητική ροή ρότορα. Η μαγνητική ροή του στάτη δημιουργείται λόγω εξωτερικών διεγέρσεων και η μαγνητική ροή του ρότορα δημιουργείται λόγω μόνιμων μαγνητών. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι, η κατεύθυνση του κινητήρα διέπεται από τον αριστερό κανόνα του Fleming.
Λειτουργία κινητήρα Stepper μόνιμου μαγνήτη
Ο βηματικός κινητήρας μόνιμου μαγνήτη που λειτουργεί μπορεί να εξηγηθεί στους ακόλουθους τρόπους
Λειτουργία λειτουργίας 1
Λειτουργία 1 - Σε αυτήν τη λειτουργία, η φάση Α των πόλων στάτορα είναι ενθουσιασμένη μαζί με σειρές περιέλιξης για να δημιουργήσουν δύο ζεύγη μαγνητικών πόλων. Μπορεί να σημειωθεί ότι, σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Β δεν είναι καθόλου ενθουσιασμένη. Όταν η φάση Α είναι ενθουσιασμένη, σχηματίζει τον Βόρειο και Νότιο πόλο. Αυτή τη στιγμή, οι μαγνητικοί πόλοι του ρότορα προσελκύονται στους μαγνητικούς πόλους του στάτορα.
Λειτουργία 2 - Σε αυτήν τη λειτουργία, η φάση Β των πόλων στάτορα είναι ενθουσιασμένη μαζί με σειρά περιέλιξης για να δημιουργήσουν δύο ζεύγη μαγνητικών πόλων. Μπορεί να σημειωθεί ότι, σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Α δεν είναι καθόλου ενθουσιασμένη. Όταν η φάση Β είναι διεγερμένη, σχηματίζει τον Βόρειο και Νότιο πόλο. Αυτή τη στιγμή, οι μαγνητικοί πόλοι του ρότορα προσελκύονται στους μαγνητικούς πόλους του στάτορα. Αυτό κάνει τον ρότορα να περιστρέφεται δεξιόστροφα από τη λειτουργία 1.
Τρόπος εργασίας 2
Λειτουργία 3 - Και πάλι Σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Α των πόλων στάτορα είναι ενθουσιασμένη μαζί με σειρές περιέλιξης για να δημιουργήσουν δύο ζεύγη μαγνητικών πόλων. Μπορεί να σημειωθεί ότι, σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Β δεν είναι καθόλου ενθουσιασμένη. Όταν η φάση Α είναι ενθουσιασμένη, σχηματίζει τον Βόρειο και Νότιο πόλο. Αυτή τη στιγμή, οι μαγνητικοί πόλοι του ρότορα προσελκύονται στους μαγνητικούς πόλους του στάτορα. Κάνει την περιστροφή του ρότορα δεξιόστροφα από τη λειτουργία 2.
Λειτουργία 4 - Και πάλι Σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Β των πόλων στάτορα είναι ενθουσιασμένη μαζί με σειρές περιέλιξης για να δημιουργήσουν δύο ζεύγη μαγνητικών πόλων. Μπορεί να σημειωθεί ότι, σε αυτή τη λειτουργία, η φάση Α δεν είναι καθόλου ενθουσιασμένη. Όταν η φάση Β είναι διεγερμένη, σχηματίζει τον Βόρειο και Νότιο πόλο. Αυτή τη στιγμή, οι μαγνητικοί πόλοι του ρότορα προσελκύονται στους μαγνητικούς πόλους του στάτορα. Αυτό κάνει το στροφείο να περιστρέφεται δεξιόστροφα από τη λειτουργία 3.
Με αυτόν τον τρόπο, ο ρότορας κάνει μια πλήρη περιστροφή από τη λειτουργία 1 έως τη λειτουργία 4.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Stepper Motor
ο πλεονεκτήματα ενός μόνιμου μαγνήτη ο κινητήρας είναι
- Είναι συμπαγές και μικρό σε μέγεθος, γεγονός που το καθιστά χρήσιμο σε πολλές εφαρμογές
- Λόγω της απουσίας εξωτερικής διέγερσης, οι απώλειες είναι μικρότερες
- Λόγω της απουσίας εξωτερικής διέγερσης, η συντήρηση είναι μικρότερη.
- Μπορεί να συνδεθεί στο εξωτερικό κύκλωμα, για να ελέγξει την ταχύτητα του κινητήρα
- Οι αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό των περιελίξεων του ρότορα
- Μπορεί να λειτουργήσει σε μεγάλη ταχύτητα και ροπή.
- Ακριβής έλεγχος
ο μειονεκτήματα ενός βηματικού κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι
- Λόγω περιορισμών στον μόνιμο μαγνήτη, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές υψηλής ισχύος
- Ροπή παράγεται περιορισμένη
- Η διάρκεια ζωής ενός μόνιμου μαγνήτη είναι περιορισμένη.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές ενός κινητήρα stepper μόνιμου μαγνήτη είναι
- Αεροναυτική βιομηχανία
- Ρομποτική
- Παιχνίδια
- Βιομηχανοποίηση
- Βιομηχανία ελέγχου
- Μύλοι και εκτύπωση
Ως εκ τούτου, έχουμε δει την αρχή λειτουργίας, τις κατασκευαστικές πτυχές και τις εφαρμογές του μόνιμος μαγνήτης μοτέρ. Πρέπει να σημειωθεί ποια μαγνητικά υλικά χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της απόδοσης αυτών των κινητήρων και πώς να ελέγξετε τη βαθμίδα της μηχανής;
