什麼是永磁步進電機?
永磁(PM)步進電機具有突極定子。定子在定子極上設定了集中繞組。它具有圓柱形轉子,並且由高保持率鋼製成的永磁極組成。圖中顯示了 4/2 極(即定子上 4 個極,轉子上 2 個極)永磁步進電機的結構。在這裡,直徑相對的極上的集中繞組串聯連線形成兩相定子繞組。

在永磁步進電機中,轉子極根據繞組的勵磁情況與定子極對齊。兩個線圈 A-A' 串聯連線形成 A 相繞組。類似地,兩個線圈 B-B' 串聯連線形成 B 相繞組。定子繞組 A 和 B 可以如下勵磁:
情況 1 – 電流從 A 相繞組的始端流向末端。此電流表示為 ${{𝑖}^{+}_{𝐴}}$,A 相繞組表示為 A+。
情況 2 – 電流從 B 相繞組的始端流向末端。此電流表示為 ${{𝑖}^{+}_{B}}$,B 相繞組表示為 B+。
情況 3 – 電流從 A 相繞組的末端流向始端。此電流表示為 ${{𝑖}^{-}_{𝐴}}$,A 相繞組表示為 A-。
情況 4 – 電流從 B 相繞組的末端流向始端。此電流表示為 ${{𝑖}^{-}_{B}}$,B 相繞組表示為 B-。
圖 1 表示 A 相繞組用電流 ${{𝑖}^{+}_{𝐴}}$ 勵磁的情況。在這種情況下,轉子的南極被定子的北極吸引,使得轉子和定子的磁軸重合,因此步角 α = 0°。
圖 2 表示 A 相繞組不帶電流,B 相繞組由 ${{𝑖}^{+}_{B}}$ 激勵。現在,定子產生的磁極吸引轉子磁極,轉子順時針旋轉 90°,因此步角為 α = 90°。
圖 3 表示 A 相繞組由電流 ${{𝑖}^{-}_{𝐴}}$ 勵磁,B 相繞組不帶電流的情況。因此,轉子順時針方向再旋轉 90°。因此,步角為 α = 180°。
圖 4 表示 B 相繞組由電流 ${{𝑖}^{-}_{B}}$ 勵磁,A 相繞組不帶電流的情況。轉子再次順時針方向再旋轉 90°,因此步角為 α = 270°。
為了使轉子順時針方向再旋轉 90°,使步角 α = 360°,B 相繞組斷電,A 相繞組由電流 ${{𝑖}^{+}_{𝐴}}$ 勵磁。因此,四個步長完成轉子的一圈旋轉。
從以上討論可以看出,在永磁步進電機中,旋轉方向取決於相電流的極性。因此,對於順時針轉子運動,定子相繞組的勵磁順序為 A+、B+、A-、B-、A+;而對於逆時針旋轉,定子相繞組的勵磁順序應為 A+、B-、A-、B+、A+。
永磁步進電機具有較高的慣性,因此加速度較低。永磁步進電機的最大步進頻率為每秒 300 個脈衝。永磁步進電機產生每安培定子電流的大扭矩。
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