Allereerst is het belangrijk om te begrijpen dat parameters zoals het aantal polen doorgaans relevant zijn voor motoren zoals AC-inductiemotoren en BLDC-motoren, waarbij het aantal poolparen direct hun synchrone snelheid bepaalt (Snelheid = 120 × Frequentie / Aantal polen). Maar is het concept van het aantal polen op dezelfde manier van toepassing op stappenmotoren?
Bij stappenmotoren is de parameter die voor de gebruiker primair van belang is de staphoek – de hoek waarover de motor draait bij elke ingangspuls. Deze hoek wordt bepaald door het aantal fasen, het aantal rotortanden en de excitatiemodus. De informatie over het "aantal polen" van een stappenmotor is daarom al vervat in deze uiteindelijke parameter: de staphoek.
Neem als voorbeeld de meest voorkomende twee-fase hybride stappenmotor, waarvan de structuur representatief is.
- Aantal statorpolen: Een standaard twee-fase hybride stappenmotor heeft 8 hoofdpolen. Elke hoofdpool bevat meerdere kleine tanden (bijv. 5 tanden). Het totale magnetische pooleffect van de stator kan dus worden beschouwd als het aantal van deze kleine tanden.
- Aantal rotortanden: De rotor heeft een aantal kleine tanden (bijv. 50 tanden). De rotor bestaat uit een permanentmagneet die axiaal is gemagnetiseerd, waarbij één set tanden als N-polen fungeert en de andere set als S-polen. Het effectieve aantal rotorpolen is tweemaal het aantal tanden aan één zijde.
Berekening van de staphoek: Staphoek = 360° / (Aantal fasen × Aantal rotortanden × Stappen per elektrische cyclus)
Neem als voorbeeld de meest gangbare 1,8° twee-fase stappenmotor: Aantal fasen = 2 Aantal rotortanden = 50 In vollestapmodus (2-fase excitatie, 200 stappen per omwenteling): Staphoek = 360° / (2 × 50 × 2) = 1,8° In halvestapmodus (afwisselend enkel-fase en dubbel-fase excitatie, 400 stappen per omwenteling) kan een staphoek van 0,9° worden bereikt.
Een rotor met 50 tanden komt dus overeen met 100 magnetische polen. Voor de gangbare 1,8° twee-fase hybride stappenmotor kunt u ervan uitgaan dat de rotor 100 magnetische polen (50 poolparen) heeft.
Dezelfde logica is van toepassing op drie-fase stappenmotoren. Wanneer u daarom een twee-fase of drie-fase stappenmotor selecteert, zijn de parameters waarop u zich moet richten:
- Staphoek: Bepaalt de resolutie van de motor (bijv. 1,8°, 0,9°).
- Aantal fasen: Bepaalt het type aandrijving dat vereist is (bijv. twee-fase, drie-fase).
- Houdkoppel: Het belastingsvermogen van de motor.
- Stroom: Bepaalt de instelling van de uitgangsstroom van de aandrijving.