Stepper z magnesami trwałymi silnik to kompatybilne i bardzo wydajne urządzenie, które ma wiele zastosowań. Ponieważ wirnik jest wykonany z magnesów trwałych, nie wymaga żadnego zewnętrznego wzbudzenia, co czyni go bardzo przydatnym w zastosowaniach takich jak zabawki, małe silniki itp. Ze względu na aspekty konstrukcyjne, kąt kroku każdego obrotu można łatwo zaprojektować, co czyni go użytecznym w delikatnych zastosowaniach, takich jak instrumenty medyczne i konstrukcje lotnicze. Dzięki niewielkim rozmiarom jest bardzo mobilny i łatwy w użyciu. W tym artykule omówiono przegląd silnika krokowego z magnesami trwałymi.
Co to jest silnik krokowy z magnesami trwałymi?
Definicja: jest to elektromechaniczne urządzenie do konwersji energii, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. W silniku krokowym zarówno wirnik, jak i stojan pola magnetyczne są wzbudzane w taki sposób, że oddziaływanie pola magnetycznego wirnika i pola magnetycznego stojana wytwarza moment obrotowy. W silniku krokowym z magnesami trwałymi wirnik cewki nie są wzbudzane, zamiast tego używamy magnesów trwałych.
W konwencjonalnych silnikach krokowych stosuje się elektromagnesy, które muszą być wzbudzane zewnętrznie w celu wytworzenia pola magnetycznego wirnika. Ale w tym przypadku używamy magnesów trwałych. Zmniejsza to system wzbudzania wirnika i sprawia, że silnik jest bardziej kompatybilny do pracy. Ze względu na brak wzbudzenia wirnika straty są również zmniejszone.
Konstrukcja silnika krokowego z magnesem trwałym
Składa się z dwóch zasadniczych części. Część stacjonarna zwana również stojanem. W stojanie bieguny stojana są umieszczone tak, że po wzbudzeniu uzwojeniami, jak pokazano na schemacie, każdy biegun stojana tworzy jeden biegun magnetyczny. Jeśli jest to maszyna dwubiegunowa, to przeciwległe bieguny są wzbudzane wspólnym uzwojeniem połączonym szeregowo, tak że każdy z przeciwnych biegunów z północy i południa.
Budowa
Podobnie, pozostałe dwie pary biegunów są wzbudzane z uzwojeniem szeregowym w jednym cyklu, tak że również tworzą parę biegunów. Wirnik wykonany jest z magnesów trwałych. Istnieje wiele materiałów, takich jak ceramika, które można wykorzystać jako magnesy trwałe. Magnesy wirnika są połączone z wałem zewnętrznym tak, że obracając się, zapewnia on moc mechaniczną.
Zasada silnika krokowego
Zasada działania silnika krokowego jest podobna do zasady działania silnika konwencjonalnego. Działa na zasadzie prawa Lorentza Force. Zgodnie z którym, ilekroć przewodnik przewodzący prąd zostanie umieszczony w polu magnetycznym, doświadcza siły w wyniku interakcji strumieni.
Strumień, który oddziałuje to strumień magnetyczny stojana i strumień magnetyczny wirnika. Strumień magnetyczny stojana powstaje w wyniku wzbudzeń zewnętrznych, a strumień magnetyczny wirnika dzięki magnesom trwałym. Należy również zauważyć, że kierunek silnika jest regulowany przez regułę lewej ręki Fleminga.
Działanie silnika krokowego z magnesami trwałymi
Pracujący silnik krokowy z magnesami trwałymi można wyjaśnić w następujących trybach
Tryb pracy 1
Tryb 1 - W tym trybie faza A biegunów stojana jest wzbudzana razem z uzwojeniem szeregowym, tworząc dwie pary biegunów magnetycznych. Można zauważyć, że w tym trybie faza B w ogóle nie jest wzbudzana. Gdy faza A jest wzbudzona, tworzy biegun północny i południowy. W tym momencie bieguny magnetyczne wirnika są przyciągane do biegunów magnetycznych stojana.
Tryb 2 - W tym trybie faza B biegunów stojana jest wzbudzana razem z uzwojeniem szeregowym, tworząc dwie pary biegunów magnetycznych. Można zauważyć, że w tym trybie faza A nie jest w ogóle wzbudzana. Gdy faza B jest wzbudzona, tworzy biegun północny i południowy. W tym momencie bieguny magnetyczne wirnika są przyciągane do biegunów magnetycznych stojana. Co powoduje, że wirnik obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara od trybu 1.
Tryb pracy 2
Tryb 3 - Ponownie W tym trybie faza A biegunów stojana jest wzbudzana razem z uzwojeniem szeregowym, tworząc dwie pary biegunów magnetycznych. Można zauważyć, że w tym trybie faza B w ogóle nie jest wzbudzana. Gdy faza A jest wzbudzona, tworzy biegun północny i południowy. W tym momencie bieguny magnetyczne wirnika są przyciągane do biegunów magnetycznych stojana. Sprawia, że wirnik obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara z trybu 2.
Tryb 4 - Ponownie W tym trybie faza B biegunów stojana jest wzbudzana razem z uzwojeniem szeregowym, tworząc dwie pary biegunów magnetycznych. Można zauważyć, że w tym trybie faza A nie jest w ogóle wzbudzana. Gdy faza B jest wzbudzona, tworzy biegun północny i południowy. W tym momencie bieguny magnetyczne wirnika są przyciągane do biegunów magnetycznych stojana. Co powoduje, że wirnik obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara od trybu 3.
W ten sposób wirnik wykonuje jeden pełny obrót z trybu 1 do trybu 4.
Zalety i wady silnika krokowego
Plik zalety krokowego magnesu trwałego silnik są
- Jest kompaktowy i niewielkich rozmiarów, co czyni go przydatnym w wielu zastosowaniach
- Z powodu braku jakiegokolwiek zewnętrznego wzbudzenia straty są mniejsze
- Ze względu na brak jakiegokolwiek zewnętrznego wzbudzenia konserwacja jest mniejsza.
- Można go podłączyć do obwodu zewnętrznego, aby kontrolować prędkość silnika
- Do lokalizacji uzwojeń wirnika można użyć czujników
- Może pracować w szerokim zakresie prędkości i momentu obrotowego.
- Precyzyjna kontrola
Plik wady silnika krokowego z magnesami trwałymi są
- Ze względu na ograniczenia magnesów trwałych nie można go używać do zastosowań o dużej mocy
- Moment obrotowy produkowany jest ograniczony
- Żywotność magnesu trwałego jest ograniczona.
Aplikacje
Plik zastosowania silnika krokowego z magnesami trwałymi są
- Przemysł lotniczy
- Robotyka
- Zabawki
- Produkcja
- Przemysł sterowania
- Frezowanie i druk
Dlatego widzieliśmy zasadę działania, aspekty konstrukcyjne i zastosowania krokowy z magnesami trwałymi silnik. Należy zwrócić uwagę, jakie materiały magnetyczne są używane do poprawy osiągów tych silników i jak kontrolować kąt kroku maszyny?
