Шаговый двигатель с постоянным магнитом двигатель это совместимое и высокоэффективное устройство, имеющее множество приложений. Поскольку ротор сделан из постоянных магнитов, он не требует внешнего возбуждения, что делает его очень полезным в таких приложениях, как игрушки, небольшие двигатели и т.д. что делает его полезным в таких деликатных областях, как медицинские инструменты и авиационные конструкции. Благодаря небольшому размеру он очень мобильный и простой в использовании. В этой статье обсуждается обзор шагового двигателя с постоянными магнитами.
Что такое шаговый двигатель с постоянным магнитом?
Определение: это электромеханическое устройство преобразования энергии, которое преобразует электрическую энергию в механическую. В шаговом двигателе и ротор, и статор Магнитные поля возбуждаются так, что взаимодействие магнитного поля ротора и магнитного поля статора создает крутящий момент. В шаговом двигателе с постоянным магнитом ротор катушки не возбуждаются, вместо этого мы используем постоянные магниты.
В обычных шаговых двигателях используются электромагниты, которые необходимо возбуждать извне для создания магнитного поля ротора. Но в данном случае мы используем перманентные магниты. Это уменьшает систему возбуждения ротора и делает двигатель более совместимым для работы. За счет отсутствия возбуждения ротора также снижаются потери.
Конструкция шагового двигателя с постоянным магнитом
Он состоит из двух основных частей. Стационарная часть также называется статором. В статоре полюса статора расположены так, что при возбуждении обмотками, как показано на схеме, каждый полюс статора образует один магнитный полюс. Если это двухполюсная машина, то противоположные полюса возбуждаются общей обмоткой, соединенной последовательно, так что каждый из противоположных полюсов с севера и юга.
Строительство
Точно так же две другие пары полюсов возбуждаются последовательной обмоткой в одном цикле, так что они тоже образуют пару полюсов. Ротор сделан из постоянных магнитов. Есть много материалов, таких как керамика, которые можно использовать в качестве постоянных магнитов. Магниты ротора соединены с внешним валом, так что при вращении он обеспечивает механическую мощность.
Принцип шагового двигателя
Принцип работы шагового двигателя аналогичен принципу работы обычного двигателя. Он работает по принципу закона силы Лоренца. В соответствии с этим, когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает силу из-за взаимодействия потоков.
Поток, который взаимодействует, - это магнитный поток статора и магнитный поток ротора. Магнитный поток статора создается за счет внешних возбуждений, а магнитный поток ротора создается за счет постоянных магнитов. Также следует отметить, что направление двигателя регулируется правилом левой руки Флеминга.
Работа шагового двигателя с постоянным магнитом
Рабочий шаговый двигатель с постоянными магнитами можно объяснить следующими режимами
Рабочий режим1
Режим 1 - В этом режиме фаза А полюсов статора возбуждается вместе с последовательной обмоткой для создания двух пар магнитных полюсов. Можно отметить, что в этом режиме B-фаза вообще не возбуждается. Когда фаза А возбуждена, она образует северный и южный полюсы. В этот момент магнитные полюса ротора притягиваются к магнитным полюсам статора.
Режим 2 - В этом режиме фаза B полюсов статора возбуждается вместе с последовательной обмоткой для создания двух пар магнитных полюсов. Следует отметить, что в этом режиме фаза А вообще не возбуждается. Когда фаза B возбуждена, она образует северный и южный полюсы. В этот момент магнитные полюса ротора притягиваются к магнитным полюсам статора. Это заставляет ротор вращаться по часовой стрелке из режима 1.
Рабочий режим 2
Режим 3 - Опять же в этом режиме фаза А полюсов статора возбуждается вместе с последовательной обмоткой, чтобы создать две пары магнитных полюсов. Можно отметить, что в этом режиме B-фаза вообще не возбуждается. Когда фаза А возбуждена, она образует северный и южный полюсы. В этот момент магнитные полюса ротора притягиваются к магнитным полюсам статора. Это заставляет ротор вращаться по часовой стрелке из режима 2.
Режим 4 - Опять же, в этом режиме фаза B полюсов статора возбуждается вместе с последовательной обмоткой, чтобы создать две пары магнитных полюсов. Следует отметить, что в этом режиме фаза А вообще не возбуждается. Когда фаза B возбуждена, она образует северный и южный полюсы. В этот момент магнитные полюса ротора притягиваются к магнитным полюсам статора. Это заставляет ротор вращаться по часовой стрелке из режима 3.
Таким образом, ротор совершает один полный оборот из режима 1 в режим 4.
Преимущества и недостатки шагового двигателя
В преимущества шагового двигателя с постоянным магнитом мотор
- Он компактен и имеет небольшие размеры, что делает его полезным во многих приложениях.
- Из-за отсутствия внешнего возбуждения потери меньше
- Из-за отсутствия какого-либо внешнего возбуждения обслуживание меньше.
- Его можно подключить к внешней цепи, чтобы контролировать скорость двигателя.
- Датчики могут использоваться для определения местоположения обмоток ротора.
- Может работать в широком диапазоне скоростей и крутящего момента.
- Точный контроль
В Недостатки шагового двигателя с постоянными магнитами находятся
- Из-за ограничений постоянного магнита его нельзя использовать для приложений с большой мощностью.
- Крутящий момент произведено ограничено
- Срок службы постоянного магнита ограничен.
Приложения
В применения шагового двигателя с постоянным магнитом находятся
- Авиационная промышленность
- Робототехника
- Игрушки
- Производство
- Промышленность управления
- Фрезы и печать
Таким образом, мы увидели принцип работы, конструктивные аспекты и применение шаговый двигатель с постоянным магнитом мотор. Следует отметить, какие магнитные материалы используются для улучшения характеристик этих двигателей и как контролировать угол шага машины?
