Động cơ bước nam châm vĩnh viễn là gì và hoạt động của nó

Một bước nam châm vĩnh cửu động cơ là một thiết bị tương thích và hiệu quả cao có nhiều ứng dụng. Vì rôto được làm bằng nam châm vĩnh cửu, nó không cần bất kỳ kích thích bên ngoài nào nên rất hữu ích trong các ứng dụng như đồ chơi, động cơ nhỏ, v.v. Do các khía cạnh thiết kế của nó, góc bước của mỗi vòng quay có thể được thiết kế dễ dàng, điều này làm cho nó trở nên hữu ích trong các ứng dụng tinh vi như dụng cụ y tế và cấu trúc hàng không. Do kích thước nhỏ nên nó có tính cơ động cao và dễ sử dụng. Bài viết này thảo luận tổng quan về động cơ bước nam châm vĩnh cửu.

Động cơ bước nam châm vĩnh viễn là gì?

Định nghĩa: Đây là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ điện, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Trong động cơ bước, cả rôto và stator từ trường được kích thích sao cho tương tác của từ trường rôto và từ trường stato tạo ra mômen. Trong động cơ bước nam châm vĩnh cửu, rôto cuộn dây không bị kích thích, thay vào đó, chúng tôi sử dụng nam châm vĩnh cửu.

Trong động cơ bước thông thường, nam châm điện được sử dụng, nam châm này cần được kích thích bên ngoài để tạo ra từ trường rôto. Nhưng trong trường hợp này, chúng tôi sử dụng nam châm vĩnh cửu. Điều này làm giảm hệ thống kích từ rôto và làm cho động cơ hoạt động tương thích hơn. Do không có kích từ rôto nên tổn thất cũng giảm.

Cấu tạo động cơ bước nam châm vĩnh viễn

Nó bao gồm hai phần cơ bản. Phần đứng yên còn được gọi là stato. Trong stato, các cực của stato được đặt sao cho khi được kích thích với các cuộn dây như trên sơ đồ, mỗi cực của stato tạo thành một cực từ. Nếu là máy điện hai cực thì các cực đối diện được kích thích với cuộn dây chung mắc nối tiếp, sao cho mỗi cực đối diện từ Bắc và Nam.

Xây dựng

Tương tự, hai cặp cực còn lại được kích thích cuộn dây nối tiếp trong một chu kỳ, sao cho chúng cũng tạo thành một cặp cực. Rôto được làm bằng nam châm vĩnh cửu. Có nhiều vật liệu như gốm có thể được sử dụng làm nam châm vĩnh cửu. Các nam châm rôto được kết nối với một trục bên ngoài, sao cho khi quay, nó cung cấp công suất cơ học.

Nguyên lý của động cơ bước

Nguyên lý làm việc của động cơ bước tương tự như động cơ thông thường. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc của luật Lực Lorentz. Theo đó, bất cứ khi nào một vật dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường, nó sẽ chịu một lực, do sự tương tác của các từ thông.

Từ thông tương tác là từ thông stato và từ thông rôto. Từ thông stato được tạo ra do kích thích bên ngoài và từ thông rôto được tạo ra do nam châm vĩnh cửu. Cũng cần lưu ý rằng, hướng của động cơ được điều chỉnh do quy tắc bên trái của Fleming.

Hoạt động của động cơ bước nam châm vĩnh viễn

Động cơ bước nam châm vĩnh cửu hoạt động có thể được giải thích theo các chế độ sau

Chế độ làm việc1

Chế độ 1 - Ở chế độ này, pha A của các cực stato được kích thích cùng với cuộn dây nối tiếp tạo ra hai cặp cực từ. Có thể lưu ý rằng, trong chế độ này, pha B không được kích thích chút nào. Khi pha A bị kích thích, nó tạo thành cực Bắc và cực Nam. Lúc này, các cực từ của rôto bị hút về các cực từ của stato.

Chế độ 2 - Ở chế độ này, pha B của các cực stato được kích thích cùng với cuộn dây nối tiếp tạo ra hai cặp cực từ. Có thể lưu ý rằng, trong chế độ này, pha A không được kích thích chút nào. Khi pha B bị kích thích, nó tạo thành cực Bắc và cực Nam. Lúc này, các cực từ của rôto bị hút về các cực từ của stato. Làm cho rôto quay theo chiều kim đồng hồ từ Chế độ 1.

Chế độ làm việc 2

Chế độ 3 - Một lần nữa Ở chế độ này, pha A của các cực stato được kích thích cùng với cuộn dây nối tiếp để tạo ra hai cặp cực từ. Có thể lưu ý rằng, trong chế độ này, pha B không được kích thích chút nào. Khi pha A bị kích thích, nó tạo thành cực Bắc và cực Nam. Lúc này, các cực từ của rôto bị hút về các cực từ của stato. Nó làm cho rôto quay theo chiều kim đồng hồ từ chế độ 2.

Chế độ 4 - Một lần nữa Ở chế độ này, pha B của các cực stato được kích thích cùng với cuộn dây nối tiếp để tạo ra hai cặp cực từ. Có thể lưu ý rằng, trong chế độ này, pha A không được kích thích chút nào. Khi pha B bị kích thích, nó tạo thành cực Bắc và cực Nam. Lúc này, các cực từ của rôto bị hút về các cực từ của stato. Điều này làm cho rôto quay theo chiều kim đồng hồ từ Chế độ 3.
Theo cách này, rôto thực hiện một cuộc cách mạng hoàn toàn từ chế độ 1 đến chế độ 4.

Ưu điểm và nhược điểm của Động cơ bước

Các ưu điểm của bước nam châm vĩnh cửu động cơ là

• Nó nhỏ gọn và kích thước nhỏ, giúp nó hữu ích trong nhiều ứng dụng
• Do không có bất kỳ kích thích bên ngoài nào nên tổn thất ít hơn
• Do không có bất kỳ kích thích bên ngoài nào nên việc bảo dưỡng cũng ít hơn.
• Nó có thể được kết nối với mạch bên ngoài, để điều khiển tốc độ của động cơ
• Cảm biến có thể được sử dụng để xác định vị trí các cuộn dây rôto
• Có thể hoạt động trong một loạt các tốc độ và mô-men xoắn.
• Kiểm soát chính xác

Các nhược điểm của động cơ bước nam châm vĩnh cửu Chúng tôi

• Do hạn chế của nam châm vĩnh cửu, nó không thể được sử dụng cho các ứng dụng công suất lớn
• Mô-men xoắn được sản xuất có giới hạn
• Tuổi thọ của nam châm vĩnh cửu là có giới hạn.

Các ứng dụng

Các ứng dụng của động cơ bước nam châm vĩnh cửu Chúng tôi

• Ngành hàng không
• Người máy
• Đồ chơi
• Chế tạo
• Ngành kiểm soát
• Máy xay và in

Do đó, chúng tôi đã thấy nguyên tắc làm việc, các khía cạnh cấu tạo và ứng dụng của bước nam châm vĩnh cửu động cơ. Phải lưu ý rằng vật liệu từ tính nào được sử dụng để nâng cao hiệu suất của các động cơ này và làm thế nào để điều khiển góc bước của máy?