Un pas imant permanent motor és un dispositiu compatible i altament eficient que té nombroses aplicacions. Atès que el rotor està format per imants permanents, no necessita excitació externa, cosa que el fa molt útil en aplicacions com ara joguines, motors petits, etc. cosa que el fa útil en aplicacions delicades com ara instruments mèdics i estructures aeronàutiques. A causa de la seva petita mida, és molt mòbil i fàcil d’utilitzar. Aquest article tracta una visió general del motor pas a pas d’imant permanent.
Què és un motor pas a pas amb imant permanent?
Definició: és un dispositiu de conversió d’energia electromecànica que converteix l’energia elèctrica en energia mecànica. En un motor pas a pas, tant el rotor com estator els camps magnètics s’exciten de manera que la interacció del camp magnètic del rotor i el camp magnètic de l’estator produeix parell. En un motor pas a pas d 'imant permanent, el rotor les bobines no s’exciten, en canvi, fem servir imants permanents.
En els motors pas a pas convencionals, s’utilitzen electroimants, que han de ser excitats externament per a la creació d’un camp magnètic del rotor. Però en aquest cas, fem servir imants permanents. Això redueix el sistema d'excitació del rotor i fa que el motor sigui més compatible per al seu funcionament. A causa de l'absència d'excitació del rotor, les pèrdues també es redueixen.
Construcció del motor pas a pas amb imant permanent
Consta de dues parts fonamentals. La part estacionària també s’anomena estator. A l’estator, els pols de l’estator es col·loquen de manera que, quan s’exciten amb bobinatges tal com es mostra al diagrama, cada pol d’estator forma un pol magnètic. Si es tracta d'una màquina de dos pols, els pols oposats s'exciten amb un bobinatge comú connectat en sèrie, de manera que, cadascun dels pols oposats del nord i del sud.
Construcció
De la mateixa manera, els altres dos parells de pols s’exciten amb un enrotllament en sèrie en un cicle, de manera que també formen un parell de pols. El rotor està format per imants permanents. Hi ha molts materials com la ceràmica que es poden utilitzar com a imants permanents. Els imants del rotor estan connectats a un eix extern, de manera que, en girar, proporciona la sortida mecànica.
Principi del motor pas a pas
El principi de funcionament del motor pas a pas és similar al d’un motor convencional. Funciona sobre el principi de la llei de la força de Lorentz. Segons el qual, cada vegada que un conductor que transporta corrent es col·loca en un camp magnètic, experimenta una força, a causa de la interacció dels fluxos.
El flux que interactua és el flux magnètic estator i el flux magnètic del rotor. El flux magnètic de l’estator es crea a causa d’excitacions externes i el flux magnètic del rotor es crea a causa d’imants permanents. També cal tenir en compte que, la direcció del motor es regeix a causa de la regla de Fleming a l’esquerra.
Funcionament del motor pas a pas amb imant permanent
El motor pas a pas d’imant permanent de treball es pot explicar en els següents modes
Mode de treball 1
Mode 1 - En aquest mode, la fase A dels pols de l’estator s’excita juntament amb l’enrotllament en sèrie per crear dos parells de pols magnètics. Es pot observar que, en aquest mode, la fase B no s’excita en absolut. Quan la fase A s’excita, forma el pol nord i sud. En aquest moment, els pols magnètics del rotor són atrets pels pols magnètics de l’estator.
Mode 2 - En aquest mode, la fase B dels pols de l’estator s’excita juntament amb l’enrotllament en sèrie per crear dos parells de pols magnètics. Es pot observar que, en aquest mode, la fase A no s’excita en absolut. Quan la fase B s’excita, forma el pol nord i sud. En aquest moment, els pols magnètics del rotor són atrets pels pols magnètics de l’estator. El que fa que el rotor giri en sentit horari des del mode 1.
Mode de treball 2
Mode 3 - De nou En aquest mode, la fase A dels pols de l’estator s’excita juntament amb l’enrotllament en sèrie per crear dos parells de pols magnètics. Es pot observar que, en aquest mode, la fase B no s’excita en absolut. Quan la fase A s’excita, forma el pol nord i sud. En aquest moment, els pols magnètics del rotor són atrets pels pols magnètics de l’estator. Fa que el rotor giri en sentit horari des del mode 2.
Mode 4 - De nou En aquest mode, la fase B dels pols de l’estator s’excita juntament amb l’enrotllament en sèrie per crear dos parells de pols magnètics. Es pot observar que, en aquest mode, la fase A no s’excita en absolut. Quan la fase B s’excita, forma el pol nord i sud. En aquest moment, els pols magnètics del rotor són atrets pels pols magnètics de l’estator. El que fa que el rotor giri en sentit horari des del mode 3.
D’aquesta manera, el rotor fa una volta completa del mode 1 al mode 4.
Avantatges i desavantatges del motor pas a pas
El avantatges d’un pas imant permanent motor són
- És compacte i de mida reduïda, cosa que el fa útil en moltes aplicacions
- A causa de l’absència d’excitació externa, les pèrdues són menors
- A causa de l’absència d’excitació externa, el manteniment és menor.
- Es pot connectar al circuit extern, per controlar la velocitat del motor
- Es poden utilitzar sensors per localitzar els bobinats del rotor
- Es pot accionar en una àmplia gamma de velocitat i parell.
- Control precís
El inconvenients d’un motor pas a pas d’imant permanent són
- A causa de les limitacions de l’imant permanent, no es pot utilitzar per a aplicacions d’alta potència
- Parell motor produït és limitat
- La vida d'un imant permanent és limitada.
Aplicacions
El aplicacions d’un motor pas a pas d’imant permanent són
- Indústria aeronàutica
- Robòtica
- Joguines
- Fabricació
- Control de la indústria
- Molins i impressió
Per tant, hem vist el principi de treball, els aspectes constructius i les aplicacions del pas imant permanent motor. Cal tenir en compte quins materials magnètics s’utilitzen per millorar el rendiment d’aquests motors i com controlar l’angle de pas de la màquina?
