永久磁石ステッピングモーターの構造と動作原理 skysmotor.com
永久磁石ステッピング モーターは、さまざまな用途に使用できる互換性のある効率的なデバイスです。ローターは永久磁石で作られているため、外部励磁を必要とせず、玩具や小型モーターなどの用途に一般的です。
設計面では、各回転のステップ角を簡単に設計できるため、永久磁石ステッピングモーターは医療機器や航空宇宙構造物などの精密用途によく使用されます。また、小型であるため移動性が高く、使いやすいという利点もあります。
基本的な概念
永久磁石ステッピング モーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換デバイスです。従来のステッピング モーターでは、ローターとステーターの磁界の両方が励起されるため、ローターとステーターの磁界の相互作用によってトルクが生成されます。永久磁石ステッピング モーターでは、ローター コイルは励磁されませんが、永久磁石が使用されます。ローターの励磁がないため、エネルギー損失も減少します。
永久磁石ステッピングモーターの構造
これは 2 つの基本的な部分で構成されます。固定部分はステーターとも呼ばれます。
ステーターでは、ステーター極は次のように配置されます：図に示すように巻線で励磁すると、各ステーター極が磁極を形成します。バイポーラ モーターの場合、反対の極が直列の共通巻線によって励磁されるため、それぞれが反対の N 磁極と S 磁極を持ちます。
同様に、他の 2 対の磁極も 1 サイクルで直列巻線を介して励磁されるため、これらも 1 対の磁極を形成します。回転子は永久磁石でできており、現在ではセラミックスなど永久磁石として使用できる材料が数多く存在します。ローターの磁石は外部シャフトに接続されており、回転時に機械的出力を提供します。
永久磁石ステッピングモーターの動作原理
動作中の永久磁石ステッピング モーターは次のように説明できます
動作モード1
モード 1 -このモードでは、固定子磁極の A 相が直列巻線とともに励磁され、2 対の磁極が形成されます。このモードでは、B 相がまったく励起されないことに注意してください。A 相が励起されると、N 極と S 極が形成されます。 このとき、ロータ磁極はステータ磁極に吸引されます。
モード 2 –このモードでは、固定子磁極の B 相が直列巻線とともに励磁され、2 対の磁極が形成されます。このモードでは、A 相がまったく励起されないことに注意してください。B 相が励起されると、N 極と S 極が形成されます。 このとき、ロータ磁極はステータ磁極に吸引されます。これにより、ローターはモード 1 から時計回りに回転します。
動作モード2
モード 3 –また、このモードでは、固定子磁極の A 相が直列巻線とともに励磁され、2 対の磁極が形成されます。このモードでは、B 相がまったく励起されないことに注意してください。A 相が励起されると、N 極と S 極が形成されます。 このとき、ロータ磁極はステータ磁極に吸引されます。これにより、ローターがモード 2 から時計回りに回転します。
モード 4 –また、このモードでは、固定子磁極の B 相が直列巻線とともに励磁され、2 対の磁極が形成されます。このモードでは、A 相がまったく励起されないことに注意してください。B 相が励起されると、N 極と S 極が形成されます。 このとき、ロータ磁極はステータ磁極に吸引されます。これにより、ローターはモード 3 から時計回りに回転します。このようにして、ローターはモード 1 からモード 4 まで完全に 1 回転します。
ステッピングモーターの利点と欠点
永久磁石ステッピングモーターの利点：
コンパクトな構造と小さいサイズにより、さまざまな用途に使用できます。
外部励磁がないので損失が小さい
外部からの励起がないため、メンテナンスの負担が軽減されます。
外部回路に接続してモーターの速度を制御可能
センサーを使用してローター巻線の位置を特定できる
広い速度とトルク範囲で動作します。
正確な制御
永久磁石ステッピングモーターの欠点:
永久磁石の制限のため、高出力用途には使用できない
発生するトルクには限界がある
永久磁石の寿命には限りがある
前の編:ステッピングモーターとブラシレスDCモーターの長所と短所の比較について
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