En permanentmagnet-stepper motor er en kompatibel og meget effektiv enhed, der har adskillige applikationer. Da rotoren er lavet af permanente magneter, behøver den ikke nogen ekstern excitation, hvilket gør den meget nyttig i applikationer såsom legetøj, små motorer osv. På grund af dens designaspekter kan trinvinklen for hver rotation let designes, hvilket gør det nyttigt i sarte applikationer såsom medicinske instrumenter og luftfartsstrukturer. På grund af sin lille størrelse er den meget mobil og nem at bruge. Denne artikel diskuterer en oversigt over trinmotoren til permanentmagnet.
Hvad er en permanent magnetisk trinmotor?
Definition: Det er en elektromekanisk energiomdannelsesenhed, der konverterer elektrisk energi til mekanisk energi. I en trinmotor både rotoren og stator magnetfelter exciteres således, at interaktion mellem rotormagnetfeltet og statormagnetfeltet producerer drejningsmoment. I en trinmagnet med permanent magnet er den rotor spoler er ikke begejstrede, i stedet bruger vi permanente magneter.
I konventionelle trinmotorer anvendes elektromagneter, som skal være eksternt begejstrede for oprettelsen af et rotormagnetisk felt. Men i dette tilfælde bruger vi permanente magneter. Dette reducerer rotor excitationssystemet og gør motoren mere kompatibel til drift. På grund af fraværet af rotor excitation reduceres tabene også.
Permanent konstruktion af stepmotor til magneter
Den består af to grundlæggende dele. Den stationære del kaldte også statoren. I stator placeres statorstænger således, at når de ophidses med viklinger som vist i diagrammet, danner hver statorpol en magnetisk pol. Hvis det er en to-polet maskine, så er de modsatte poler ophidset med fælles vikling forbundet i serie, således at hver af de modsatte poler fra Nord og Syd.
Konstruktion
Tilsvarende er de andre to par af poler ophidset med serievikling i en cyklus, således at de også danner et par poler. Rotoren er lavet af permanente magneter. Der er mange materialer som keramik, som kan bruges som permanente magneter. Rotormagneterne er forbundet med en ekstern aksel, således at den ved rotation giver det mekaniske output.
Princippet om trinmotor
Arbejdsprincippet for trinmotoren svarer til en konventionel motor. Det fungerer på princippet i Lorentz Force-loven. Ifølge hvilken, hver gang en strømførende leder placeres i et magnetfelt, oplever den en kraft på grund af vekselvirkningen mellem strømninger.
Fluxen, som interagerer, er statormagnetisk flux og rotormagnetisk flux. Statorens magnetiske flux dannes på grund af eksterne excitationer, og rotormagnetstrømmen oprettes på grund af permanente magneter. Det skal også bemærkes, at motorens retning styres på grund af Flemings venstrehåndsregel.
Arbejde med permanentmagnetmotor
Den fungerende trinmotor med permanentmagnet kan forklares i følgende tilstande
Arbejdstilstand 1
Tilstand 1 - I denne tilstand exciteres A-fasen af statorpolerne sammen med serievikling for at skabe to par magnetpoler. Det kan bemærkes, at B-fasen i denne tilstand overhovedet ikke er begejstret. Når A-fasen er ophidset, danner den nord- og sydpolen. I dette øjeblik tiltrækkes rotormagnetpolerne til statormagnetpolerne.
Tilstand 2 - I denne tilstand er B-fasen af statorpolerne ophidset sammen med serievikling for at skabe to par magnetpoler. Det kan bemærkes, at A-fasen i denne tilstand overhovedet ikke er begejstret. Når B-fasen er ophidset, danner den nord- og sydpolen. I dette øjeblik tiltrækkes rotormagnetpolerne til statormagnetpolerne. Hvilket får rotoren til at dreje med uret fra tilstand 1.
Arbejdstilstand 2
Tilstand 3 - Igen I denne tilstand exciteres A-fasen af statorpolerne sammen med serievikling for at skabe to par magnetpoler. Det kan bemærkes, at B-fasen i denne tilstand overhovedet ikke er begejstret. Når A-fasen er ophidset, danner den nord- og sydpolen. I dette øjeblik tiltrækkes rotormagnetpolerne til statormagnetpolerne. Det får rotoren til at rotere med uret fra tilstand 2.
Tilstand 4 - Igen I denne tilstand exciteres B-fasen af statorpolerne sammen med serievikling for at skabe to par magnetpoler. Det kan bemærkes, at A-fasen i denne tilstand overhovedet ikke er begejstret. Når B-fasen er ophidset, danner den nord- og sydpolen. I dette øjeblik tiltrækkes rotormagnetpolerne til statormagnetpolerne. Hvilket får rotoren til at dreje med uret fra tilstand 3.
På denne måde foretager rotoren en fuldstændig omdrejning fra tilstand 1 til tilstand 4.
Fordele og ulemper ved trinmotor
Det fordelene ved en permanentmagnet-stepper motor er
- Det er kompakt og lille i størrelse, hvilket gør det nyttigt i mange applikationer
- På grund af fraværet af ekstern excitation er tabene mindre
- På grund af fraværet af ekstern excitation er vedligeholdelsen mindre.
- Det kan tilsluttes det eksterne kredsløb for at kontrollere motorens hastighed
- Sensorer kan bruges til at lokalisere rotorviklingerne
- Kan betjenes i en bred vifte af hastighed og drejningsmoment.
- Præcis kontrol
Det ulemper ved en permanentmagnetmotor er
- På grund af begrænsninger i permanentmagnet kan den ikke bruges til applikationer med høj effekt
- Moment produceret er begrænset
- Levetiden for en permanent magnet er begrænset.
Ansøgninger
Det anvendelser af en permanentmagnetmotor er
- Luftfartsindustri
- Robotik
- Legetøj
- Fremstilling
- Kontrolindustrien
- Møller og trykning
Derfor har vi set arbejdsprincippet, konstruktionsmæssige aspekter og anvendelser af permanentmagnet-stepper motor. Det skal bemærkes, hvilke magnetiske materialer der bruges til at forbedre disse motorers ydeevne, og hvordan man styrer maskinens trinvinkel?
