Un stepper à aimant permanent moteur est un appareil compatible et très efficace qui a de nombreuses applications. Le rotor étant constitué d'aimants permanents, il ne nécessite aucune excitation externe, ce qui le rend très utile dans des applications telles que les jouets, les petits moteurs, etc. En raison de ses aspects de conception, l'angle de pas de chaque rotation peut être facilement conçu, ce qui le rend utile dans des applications délicates telles que les instruments médicaux et les structures aéronautiques. En raison de sa petite taille, il est très mobile et facile à utiliser. Cet article présente un aperçu du moteur pas à pas à aimant permanent.
Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas à aimant permanent?
Définition: Il s’agit d’un dispositif de conversion d’énergie électromécanique, qui convertit l’énergie électrique en énergie mécanique. Dans un moteur pas à pas, le rotor et stator les champs magnétiques sont excités de telle sorte que l'interaction du champ magnétique du rotor et du champ magnétique du stator produit un couple. Dans un moteur pas à pas à aimant permanent, le rotor les bobines ne sont pas excitées, à la place, nous utilisons des aimants permanents.
Dans les moteurs pas à pas conventionnels, des électroaimants sont utilisés, qui doivent être excités de l'extérieur pour créer un champ magnétique du rotor. Mais dans ce cas, nous utilisons des aimants permanents. Cela réduit le système d'excitation du rotor et rend le moteur plus compatible pour le fonctionnement. En raison de l'absence d'excitation du rotor, les pertes sont également réduites.
Construction de moteur pas à pas à aimant permanent
Il se compose de deux parties fondamentales. La partie stationnaire a également appelé le stator. Dans le stator, les pôles du stator sont placés de telle sorte que, lorsqu'ils sont excités avec des enroulements comme indiqué sur le schéma, chaque pôle de stator forme un pôle magnétique. S'il s'agit d'une machine bipolaire, alors les pôles opposés sont excités avec un enroulement commun connecté en série, de sorte que chacun des pôles opposés du nord et du sud.
Construction
De même, les deux autres paires de pôles sont excitées avec un enroulement en série en un seul cycle, de sorte qu'elles forment également une paire de pôles. Le rotor est constitué d'aimants permanents. Il existe de nombreux matériaux comme la céramique qui peuvent être utilisés comme aimants permanents. Les aimants du rotor sont reliés à un arbre externe, de sorte qu'en rotation, il fournit la sortie mécanique.
Principe du moteur pas à pas
Le principe de fonctionnement du moteur pas à pas est similaire à celui d'un moteur conventionnel. Il fonctionne sur le principe de la loi de Lorentz Force. Selon lequel, chaque fois qu'un conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, il subit une force, due à l'interaction des flux.
Le flux qui interagit est le flux magnétique du stator et le flux magnétique du rotor. Le flux magnétique du stator est créé en raison d'excitations externes et le flux magnétique du rotor est créé en raison d'aimants permanents. Il est également à noter que la direction du moteur est régie en raison de la règle de gauche de Fleming.
Fonctionnement du moteur pas à pas à aimant permanent
Le moteur pas à pas à aimant permanent fonctionnant peut être expliqué dans les modes suivants
Mode de fonctionnement1
Mode 1 - Dans ce mode, la phase A des pôles du stator est excitée avec un enroulement en série pour créer deux paires de pôles magnétiques. On peut noter que, dans ce mode, la phase B n'est pas du tout excitée. Lorsque la phase A est excitée, elle forme les pôles Nord et Sud. A ce moment, les pôles magnétiques du rotor sont attirés vers les pôles magnétiques du stator.
Mode 2 - Dans ce mode, la phase B des pôles du stator est excitée avec un enroulement en série pour créer deux paires de pôles magnétiques. On peut noter que, dans ce mode, la phase A n'est pas du tout excitée. Lorsque la phase B est excitée, elle forme les pôles Nord et Sud. A ce moment, les pôles magnétiques du rotor sont attirés vers les pôles magnétiques du stator. Ce qui fait tourner le rotor dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du mode 1.
Mode de fonctionnement 2
Mode 3 - De nouveau Dans ce mode, la phase A des pôles du stator est excitée avec un enroulement en série pour créer deux paires de pôles magnétiques. On peut noter que, dans ce mode, la phase B n'est pas du tout excitée. Lorsque la phase A est excitée, elle forme les pôles Nord et Sud. A ce moment, les pôles magnétiques du rotor sont attirés vers les pôles magnétiques du stator. Il fait tourner le rotor dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du mode 2.
Mode 4 - De nouveau Dans ce mode, la phase B des pôles du stator est excitée avec un enroulement en série pour créer deux paires de pôles magnétiques. On peut noter que, dans ce mode, la phase A n'est pas du tout excitée. Lorsque la phase B est excitée, elle forme les pôles Nord et Sud. A ce moment, les pôles magnétiques du rotor sont attirés vers les pôles magnétiques du stator. Ce qui fait tourner le rotor dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du mode 3.
De cette manière, le rotor effectue un tour complet du mode 1 au mode 4.
Avantages et inconvénients du moteur pas à pas
Le avantages d'un stepper à aimant permanent le moteur sont
- Il est compact et de petite taille, ce qui le rend utile dans de nombreuses applications
- En raison de l'absence de toute excitation externe, les pertes sont moindres
- En raison de l'absence de toute excitation externe, la maintenance est moindre.
- Il peut être connecté au circuit externe, pour contrôler la vitesse du moteur
- Des capteurs peuvent être utilisés pour localiser les enroulements du rotor
- Peut être utilisé dans une large plage de vitesse et de couple.
- Contrôle précis
Le inconvénients d'un moteur pas à pas à aimant permanent sommes
- En raison des limites de l'aimant permanent, il ne peut pas être utilisé pour des applications à haute puissance
- Couple produit est limité
- La durée de vie d'un aimant permanent est limitée.
Applications
Le applications d'un moteur pas à pas à aimant permanent sommes
- Industrie aéronautique
- Robotique
- Jouets
- Fabrication
- Industrie de contrôle
- Moulins et imprimerie
Par conséquent, nous avons vu le principe de fonctionnement, les aspects constructifs et les applications du stepper à aimant permanent moteur. Il faut noter quels matériaux magnétiques sont utilisés pour améliorer les performances de ces moteurs et comment contrôler l'angle de pas de la machine?
