كيف تعمل المحركات الكهربائية؟ دليل شامل

ويُعزى ما يقرب من نصف استهلاك الطاقة في العالم إلى المحركات الكهربائية، وبالتالي فإن تحسين كفاءتها يعتبر الإجراء الأكثر فعالية في معالجة مشاكل الطاقة العالمية.

أنواع المحركات

بشكل عام، تقوم المحركات بتحويل القوة الناتجة عن تدفق التيار في مجال مغناطيسي إلى حركة دورانية، ولكن بشكل عام، يشمل ذلك أيضًا الحركة الخطية.

بناءً على نوع مصدر الطاقة الذي يقود المحرك، يمكن تصنيفها إلى محركات تيار مستمر ومحركات تيار متردد.

علاوة على ذلك، وفقًا لمبدأ دوران المحرك، يمكن تقسيمها تقريبًا إلى الفئات التالية، باستثناء المحركات الخاصة.

1. محركات التيار المستمر (التيار المباشر)

(1) المحركات المصقولة (1)

يُشار إلى المحركات المصقولة المستخدمة على نطاق واسع باسم محركات التيار المستمر. وهي تدور عن طريق الاتصال المتسلسل للأقطاب الكهربائية المسماة "الفرش" (على جانب الجزء الثابت) و"المبدل" (على جانب حديد التسليح) لتبديل التيار.

(2) محركات تيار مستمر بدون فرش

لا تحتاج محركات التيار المستمر بدون فرش إلى فرش ومبدلات. فهي تستخدم وظائف التبديل مثل الترانزستورات لتبديل التيار وتحقيق الحركة الدورانية.

(3) محركات السائر

يعمل هذا المحرك بالتزامن مع الطاقة النبضية ولذلك يُعرف أيضًا باسم المحرك النبضي. ومن خصائصه القدرة على تحقيق عملية تحديد المواقع الدقيقة بسهولة.

2. محركات التيار المتردد (التيار المتردد)

(1) المحركات غير المتزامنة

يولد التيار المتردد مجالاً مغناطيسيًا دوارًا في الجزء الثابت، مما يتسبب في حث التيار الدوار على الدوران والدوران تحت تأثيره.

(2) المحركات المتزامنة

ينشئ التيار المتردد مجالاً مغناطيسيًا دوارًا، ويدور الدوار ذو الأقطاب المغناطيسية بسبب الجذب. تتم مزامنة سرعة الدوران مع تردد الطاقة.

محرك متدرج	محرك بالتيار المباشر المصقول	محرك تيار مباشر بدون فرش

التيار والمجالات المغناطيسية والقوة

أولاً، لتسهيل التفسيرات اللاحقة حول مبادئ المحركات، دعونا نراجع القوانين/القواعد الأساسية المتعلقة بالتيار والمجالات المغناطيسية والقوة.

على الرغم من أنها قد تثير شعوراً بالحنين إلى الماضي، إلا أن هذه المعرفة يمكن أن تُنسى بسهولة إذا لم يتم استخدام المكونات المغناطيسية بانتظام.

سنوضح ذلك باستخدام الصور والمعادلات.

عندما يكون إطار السلك مستطيل الشكل، يجب مراعاة القوة المؤثِّرة على التيار. القوة F المؤثِّرة على الجزأين (أ) و(ج) من الإطار هي

يتولد عزم الدوران حول المحور المركزي. على سبيل المثال، عند التفكير في الحالة التي تكون فيها زاوية الدوران θ فقط، فإن القوة المؤثرة عند الزوايا القائمة على b وd هي sinθ. وبالتالي، يتم تمثيل عزم الدوران Ta في الجزء a بالصيغة التالية:

وبالنظر إلى الجزء C بالطريقة نفسها، يتضاعف عزم الدوران، مما يولد عزم دوران محسوبًا بالصيغة التالية:

إذا كانت مساحة المستطيل هي S = h*l، يمكن استنتاج النتيجة التالية بالتعويض بها في الصيغة المذكورة سابقًا:

لا تنطبق هذه الصيغة على المستطيلات فحسب، بل تنطبق أيضًا على الأشكال الشائعة الأخرى مثل الدوائر. هذا المبدأ يكمن وراء تشغيل المحركات الكهربائية.

كيف يدور المحرك؟

1) تدور المحركات باستخدام المغناطيس والقوة المغناطيسية.

حول مغناطيس دائم بعمود دوار:

① تدوير المغناطيس (لتوليد مجال مغناطيسي دوّار).

② وهذا يتبع المبدأ القائل بأن الأقطاب المتقابلة (N وS) تتجاذب، بينما الأقطاب المتشابهة تتنافر.

③ بعد ذلك يدور المغناطيس ذو العمود الدوار.

هذا هو المبدأ الأساسي لدوران المحرك.

يولد التيار المتدفق عبر الموصل مجالًا مغناطيسيًا دوارًا حوله، مما يتسبب في دوران المغناطيس، وهو ما يمثل في الأساس نفس حالة الحركة.

وعلاوة على ذلك، عندما يتم لف موصل في ملف، تتجمع القوى المغناطيسية لتكوين تدفق مغناطيسي كبير، مما يخلق قطبًا شماليًا وآخر جنوبيًا.

وبالإضافة إلى ذلك، من خلال إدخال قلب حديدي في الموصل الملفوف، يمكن لخطوط المجال المغناطيسي أن تمر بسهولة أكبر، وبالتالي توليد قوة مغناطيسية أقوى.

2) المحركات الدوارة التشغيلية

في هذا السياق، نقدم نهجًا عمليًا للمحركات الدوارة يوضح استخدام تيار متناوب ثلاثي الأطوار وملفات لتوليد مجال مغناطيسي دوار. (يشير التيار المتردد ثلاثي الأطوار إلى إشارات متناوبة على مراحل على فترات تبلغ 120 درجة).

يتوافق المجال المغناطيسي المركب في الحالة ① المذكورة أعلاه مع الشكل ① أدناه.

يتماشى المجال المغناطيسي المركب في الحالة ② المذكورة سابقًا مع الشكل ② الموضح أدناه.

يظهر المجال المغناطيسي المركب المرتبط بالحالة ③ المذكورة أعلاه في الشكل ③ أدناه.

كما هو مذكور أعلاه، ينقسم الملف الملف الملف حول القلب الحديدي إلى ثلاث مراحل: ملف من الطور U، وملف من الطور V، وملف من الطور W، مرتبة على فترات 120 درجة. يولد الملف ذو الجهد العالي قطبًا شماليًا، بينما يولد الملف ذو الجهد المنخفض قطبًا جنوبيًا.

يختلف كل طور وفقًا للموجة الجيبية، وبالتالي، ستتغير القطبية (القطب الشمالي أو الجنوبي) والمجال المغناطيسي (القوة المغناطيسية) المتولدة من كل ملف.

عند هذه النقطة، إذا نظرنا فقط إلى الملف المولِّد للقطب الشمالي، فإن تسلسل التغيُّرات ينتقل من ملف الطور U إلى ملف الطور V، ثم إلى ملف الطور W، وأخيرًا يعود إلى ملف الطور U، ومن ثم ينتج دوران.

هيكل المحركات الصغيرة

يقدّم الشكل أدناه بناء عام ومقارنة بين ثلاثة أنواع من المحركات: المحركات السائرة، ومحركات التيار المباشر المصفوفة (DC)، ومحركات التيار المباشر بدون فرش (DC).

تشمل المكونات الأساسية لهذه المحركات بشكل أساسي الملفات والمغناطيسات والدوارات. ونظراً لأنواعها المتنوعة، يتم تصنيفها أيضاً إلى أنواع ثابتة الملف وثابتة المغناطيس.

محرك متدرج	محرك بالتيار المباشر المصقول	محرك تيار مباشر بدون فرش

فيما يلي وصف هيكلي يتعلق بالمثال التخطيطي. يرجى تفهم أن هذا المستند يقدم الهيكل في إطار واسع، حيث قد تكون هناك هياكل أخرى إذا تم تقسيمها بمزيد من التفصيل.

تكون ملفات محرك السائر هنا مثبتة من الخارج، بينما تدور المغناطيسات من الداخل؛ بينما تكون مغناطيسات محرك التيار المستمر المصقول مثبتة من الخارج، بينما تدور الملفات من الداخل.

يتم التعامل مع إمداد الطاقة للملفات وتغيير اتجاه التيار عن طريق الفرش ومبدلات التيار، وفي المحركات بدون فرشات، يتم تثبيت الملفات من الخارج، مع دوران المغناطيسات من الداخل.

نظرًا للاختلافات في أنواع المحركات، حتى مع وجود نفس المكونات الأساسية، يمكن أن تختلف هياكلها. سيتم شرح تفاصيل محددة في كل قسم.

محرك مصقول

هيكل المحرك المصقول

تُظهر الصورة أدناه الشكل الخارجي لمحرك تيار مستمر مصقول شائع الاستخدام في النماذج، بالإضافة إلى منظر تفصيلي لمحرك نموذجي ثنائي القطب (مغناطيسين) وثلاثي الفتحات (ثلاثة ملفات). قد يكون لدى الكثيرين خبرة في تفكيك المحركات وإزالة المغناطيسات.

في محرك التيار المستمر المصقول، تكون المغناطيسات الدائمة ثابتة بينما يمكن أن تدور الملفات حول المركز الداخلي. يعرف الجانب الثابت باسم "الجزء الثابت"، ويشار إلى الجانب الدوار باسم "الدوار".

فيما يلي رسم تخطيطي يوضح المفاهيم الهيكلية.

يحيط بمحور الدوران المركزي ثلاثة مبدلات - ألواح معدنية منحنية تستخدم لتبديل التيار الكهربائي. لمنع التلامس مع بعضها البعض، يتم ترتيب المبدلات بزاوية 120 درجة (360 درجة ÷ 3 وحدات). تدور هذه المبدلات مع المحور.

يتم توصيل كل مبدل للتيار بطرف ملف وآخر، وتشكل المبدلات الثلاثة والملفات الثلاثة معًا شبكة دائرة كاملة (حلقة).

يتم تثبيت فرشتين عند 0 درجة و180 درجة للتلامس مع مبدلات التيار. يتم توصيل مصدر طاقة خارجي للتيار المستمر بالفرشتين، ويتدفق التيار على طول المسار من الفرشاة إلى المبدل، ومن المبدل إلى الملف، ومن الملف إلى الفرشاة.

هذا هو مبدأ الدوران للمحرك المصقول.

① الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة من الحالة الابتدائية

يوجد الملف A في الجزء العلوي، مع توصيل مصدر الطاقة بالفرشتين، مع تحديد الجانب الأيسر بـ (+) والجانب الأيمن بـ (-). يتدفق تيار عالٍ من الفرشاة اليسرى عبر مقوم التيار إلى الملف A. وهذا يحول الجزء العلوي (الخارجي) من الملف A إلى قطب جنوبي (S).

بما أن نصف تيار الملف A يتدفق من الفرشاة اليسرى إلى الملفين B وC في الاتجاه المعاكس للملف A، فإن الجانبين الخارجيين للملفين B وC يصبحان قطبين شماليين ضعيفين (N)، يشار إليهما بحروف أصغر في الشكل.

وتوفر المجالات المغناطيسية المتولدة في هذه الملفات، إلى جانب تنافر المغناطيسات وتجاذبها، قوة تدور الملفات عكس اتجاه عقارب الساعة.

② مزيد من الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة

بعد ذلك، بافتراض أن الملف A قد دار 30 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة، فإن الفرشاة اليمنى تلامس مقومي التيار.

يستمر التيار في الملف A في التدفُّق من الفرشاة اليسرى عبر الفرشاة اليمنى، ويظل الجانب الخارجي للملف قطبًا جنوبيًّا. يتدفَّق التيار نفسه عبر الملف B، فيتحول جانبه الخارجي إلى قطب شمالي أقوى. يكون الملف C قصير الدائرة بواسطة الفرشتين عند كلا الطرفين، ومن ثَمَّ لا يتدفَّق تيار ولا يتولَّد مجال مغناطيسي.

وحتى في هذه الحالة، يتم تطبيق قوة دوران عكس عقارب الساعة. من ③ إلى ④، يستمر دفع الملف العلوي إلى اليسار، ويستمر دفع الملف السفلي إلى اليمين، مما يؤدي إلى استمرار الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة.

في كل 30 درجة دوران للملف إلى الحالتين ③ و ④، عندما يكون الملف فوق المحور الأفقي المركزي، يصبح جانبه الخارجي قطبًا جنوبيًا، وعندما يكون أسفله يصبح قطبًا شماليًا، وتتكرر هذه الحركة.

بعبارة أخرى، يتعرض الملف العلوي مرارًا وتكرارًا لقوة باتجاه اليسار، ويتعرض الملف السفلي لقوة باتجاه اليمين (كلاهما في عكس اتجاه عقارب الساعة). وهذا يحافظ على دوران الدوار عكس اتجاه عقارب الساعة.

إذا تم توصيل مصدر الطاقة بالفرشاة اليسرى المعاكسة (-) والفرشاة اليمنى (+)، يتم توليد مجال مغناطيسي عكسي في الملف، وبالتالي عكس اتجاه القوة المطبقة على الملف، مما يجعله يدور في اتجاه عقارب الساعة.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم فصل مصدر الطاقة، يتوقف دوار المحرك المصقول عن الدوران بسبب غياب المجال المغناطيسي الذي كان يقود دورانه.

محرك ثلاثي الموجات كامل الموجة بدون فرشاة

مظهر وهيكل المحرك ثلاثي الأطوار كامل الموجة بدون فرشاة

توضح الصورة أدناه مثالاً على مظهر وهيكل المحرك بدون فرش.

يُظهر الجانب الأيسر مثالاً على محرك المغزل الرئيسي المستخدم لتدوير القرص في جهاز تشغيل الأقراص، ويحتوي على ما مجموعه تسعة ملفات، ثلاث مراحل في ثلاثة.

على اليمين مثال على محرك المغزل الرئيسي لجهاز FDD، مع اثني عشر ملفًا (ثلاث مراحل في أربعة). يتم تركيب الملفات على لوحة دائرة كهربائية وملفوفة حول قلب حديدي.

على الجانب الأيمن من الملف، يكون المكون على شكل قرص عبارة عن دوّار مغناطيس دائم. ويكون المحيط عبارة عن مغناطيس دائم، ويتم إدخال عمود الدوار في مركز الملف ويغطي جزءًا من الملف، ويحيط المغناطيس الدائم بمحيط الملف.

مخطط الهيكل الداخلي والدائرة المكافئة لمحرك بدون فرش ثلاثي الأطوار كامل الموجة

فيما يلي مخطط مبسط للهيكل الداخلي ومخطط الدائرة المكافئة لتوصيلات الملف لمحرك ثلاثي الأطوار كامل الموجة بدون فرش.

يمثل هذا المخطط هيكلاً بسيطاً لمحرك ثنائي الأقطاب (مغناطيسين) ثلاثي الفتحات (3 ملفات). إنه يشبه هيكل المحرك المصقول مع عدد متساوٍ من الأقطاب والفتحات، باستثناء أن جانب الملف ثابت والمغناطيسات قابلة للدوران. وبطبيعة الحال، لا يشتمل هذا التصميم على فرش.

في هذا التكوين، يتم توصيل الملفات في شكل حرف Y. تقوم مكونات أشباه الموصلات بتزويد الملفات بالتيار، وتتحكم في تدفق التيار إلى الداخل والخارج بناءً على موضع المغناطيسات الدوارة.

في هذا المثال، يُستخدم عنصر Hall للكشف عن موضع المغناطيس. يوضع عنصر هول بين الملفات، حيث يكتشف الجهد الناتج عن شدة المجال المغناطيسي ويستخدمه للحصول على معلومات عن الموضع.

في الصورة المقدمة سابقًا لمحرك عمود الدوران FDD، يمكن أيضًا ملاحظة عنصر Hall (الموجود فوق الملفات)، والذي يعمل على اكتشاف الموضع بين الملفات.

عنصر هول هو مستشعر مغناطيسي معروف. ويمكنه تحويل مقدار المجال المغناطيسي إلى جهد يمثل اتجاه المجال بقيم موجبة أو سالبة. فيما يلي رسم توضيحي يوضح تأثير هول.

يستخدم عنصر هول ظاهرة أنه "عندما يتدفق التيار IH عبر شبه الموصل ويمر التدفق المغناطيسي B بزاوية قائمة مع التيار، يتولد جهد VH في الاتجاه العمودي على التيار والمجال المغناطيسي."

هذه الظاهرة، المعروفة باسم "تأثير هول"، اكتشفها الفيزيائي الأمريكي إدوين هربرت هول. يتم تمثيل الجهد VH المتولد بالصيغة التالية.

V_H=(K_H/ د) ・ ط_H・B

حيث KH هو معامل هول، وd هو سُمك السطح المخترق للتدفق.

وكما تشير المعادلة، كلما زاد التيار زاد الجهد. وغالباً ما تستخدم هذه الخاصية للكشف عن موضع الدوار (المغناطيس).

مبدأ دوران المحرك ثلاثي الأطوار كامل الموجة بدون فرشاة

سيتم شرح مبدأ دوران المحرك بدون فرش في الخطوات من ① إلى ⑥. لسهولة الفهم، تم تبسيط المغناطيس الدائم من دائرة إلى مستطيل.

1) في نظام لفائف ثلاثي الأطوار، تخيَّل أن الملف 1 مثبَّت عند موضع الساعة 12 من الساعة، والملف 2 عند موضع الساعة 4، والملف 3 عند موضع الساعة 8. افترض وجود مغناطيس دائم ثنائي القطب بقطبين مع وجود القطب الشمالي على اليسار والقطب الجنوبي على اليمين، وقادر على الدوران.

يتدفَّق التيار Io إلى الملف 1، مولِّدًا مجالًا مغناطيسيًّا قطبيًّا جنوبيًّا على السطح الخارجي للملف. يتدفَّق نصف هذا التيار، Io/2، إلى خارج الملفين 2 و3، مولِّدًا مجالًا مغناطيسيًّا قطبيًّا شماليًّا على السطح الخارجي للملفين.

عند خضوع المجالين المغناطيسيين للملفين 2 و3 لعملية تركيب متجه، يتولَّد مجال مغناطيسي للقطب الشمالي باتجاه الأسفل. يبلغ حجم هذا المجال نصف حجم المجال المغناطيسي الناتج عندما يمر التيار Io عبر ملف واحد، وعند إضافته إلى مجال الملف 1، يصبح أكبر بمقدار 1.5 مرة. وهذا يولِّد مجالًا مغناطيسيًّا مركَّبًا بزاوية 90 درجة مع المغناطيس الدائم، ومن ثَمَّ توليد أقصى عزم دوران للمغناطيس الدائم في اتجاه عقارب الساعة.

عندما ينخفض التيار في الملف 2 ويزداد التيار في الملف 3 بناءً على موضع الدوران، يدور المجال المغناطيسي المُركَّب أيضًا في اتجاه عقارب الساعة، مع استمرار دوران المغناطيس الدائم.

2) مع دوران 30 درجة، يدخل التيار Io إلى الملف 1، مما يجعل التيار في الملف 2 يساوي صفرًا، ويجعل التيار Io يتدفق من الملف 3.

يتحول الجزء الخارجي من الملف 1 إلى القطب S، ويتحول الجزء الخارجي من الملف 3 إلى القطب N. خلال عملية التركيب المتجه، يكون المجال المغناطيسي المتولِّد √3 (1.72) تقريبًا ضعف المجال المغناطيسي للملف الواحد الذي يحمل التيار Io. وينتج عن ذلك أيضًا مجال مغناطيسي مركب بزاوية 90 درجة مع مجال المغناطيس الدائم، يدور في اتجاه عقارب الساعة.

عندما ينخفض تيار التدفق الداخلي Io في الملف 1 وفقًا لموضع الدوران، يبدأ تيار التدفق الداخلي في الملف 2 في الزيادة من الصفر، ويزداد تيار التدفق الخارجي في الملف 3 إلى Io، ويدور المجال المغناطيسي المركب أيضًا في اتجاه عقارب الساعة، ويستمر المغناطيس الدائم في الدوران.

بافتراض أن جميع تيارات الطور جيبية، فإن التيار هنا يساوي Io×سين (π⁄3)=Io×√3⁄3⁄2. من خلال التركيبة المتجهة للمجال المغناطيسي، يكون حجم المجال المغناطيسي الكلي 1.5 ضعف المجال الذي ينتجه ملف واحد ((√3⁄3⁄2)2×2=1.5). عندما تكون جميع التيارات الطورية جيبية، بغض النظر عن موضع المغناطيس الدائم، يكون حجم المجال المغناطيسي المركب المتجه دائمًا 1.5 ضعف المجال المغناطيسي الناتج عن الملف الواحد، ويشكل المجال المغناطيسي زاوية 90 درجة مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم.

3) عند دوران 30 درجة أخرى، يتدفق التيار Io/2 إلى الملف 1، ويدخل التيار Io/2 إلى الملف 2، ويتدفق التيار Io/2 من الملف 3.

يتحول الجزء الخارجي من الملف 1 إلى القطب S، ويتحول الجزء الخارجي من الملف 2 أيضًا إلى القطب S، ويصبح الجزء الخارجي من الملف 3 هو القطب N. أثناء التركيب المتجه، يكون المجال المغناطيسي المتولِّد أثناء التركيب المتجهي 1.5 مرة المجال المغناطيسي الناتج عند مرور التيار Io خلال ملف واحد (كما في ①). يتكوَّن هنا أيضًا مجال مغناطيسي مركَّب بزاوية 90 درجة مع مجال المغناطيس الدائم، يدور في اتجاه عقارب الساعة.

يتم تدوير الخطوات من 4 إلى 6 بنفس طريقة تدوير الخطوات من 1 إلى 3.

وبهذه الطريقة، من خلال تبديل التيار المتدفق في الملف بالتتابع وفقًا لموضع المغناطيس الدائم، سيدور المغناطيس الدائم في اتجاه ثابت. وبالمثل، إذا انعكس التيار وانعكس اتجاه المجال المغناطيسي الاصطناعي، فسوف يدور المغناطيس الدائم عكس اتجاه عقارب الساعة.

يعرض الشكل أدناه باستمرار التيار لكل ملف في كل خطوة من الخطوات المذكورة أعلاه من 1 إلى 6. من المقدمة أعلاه، يجب فهم العلاقة بين التغيرات في التيار والدوران.

محرك متدرج

محرك السائر هو نوع المحرك يمكنه المزامنة بدقة مع الإشارات النبضية للتحكم في زوايا الدوران والسرعة. ويعرف أيضاً باسم "المحرك النبضي".

يُستخدم محرك السائر، الذي لا يحتاج إلى مستشعر موضع ويمكنه تحقيق تحديد المواقع بدقة عن طريق التحكم في الحلقة المفتوحة، على نطاق واسع في المعدات التي تتطلب تحديدًا دقيقًا للموقع.

هيكل المحرك السائر (ثنائي القطب ثنائي الطور)

تعرض الصور أدناه، من اليسار إلى اليمين، مثالاً على المظهر الخارجي لمحرك السائر، ومخططًا بسيطًا لهيكله الداخلي، ومخططًا مفاهيميًا لتصميمه.

الأمثلة الخارجية المقدمة هي لمحركات السائر من النوع HB (الهجين) و PM (المغناطيس الدائم). توضح المخططات الوسطى أيضًا هياكل نوعي HB وPM.

يتم تنظيم المحركات السائر بملفات ثابتة ومغناطيس دوار. يوضح الرسم البياني التصوري على الجانب الأيمن للهيكل الداخلي للمحرك السائر مثالاً لمحرك PM باستخدام مرحلتين (مجموعتين) من الملفات. في الأمثلة الهيكلية الأساسية لمحركات السائر، يتم وضع الملفات خارجيًا، والمغناطيس الدائم داخليًا. وبخلاف المحركات ثنائية الطور، هناك أيضًا أنواع ذات عدد أكبر من المراحل مثل المحركات ثلاثية الطور وخماسية الطور.

تحتوي بعض محركات السائر على هياكل مميزة، ولكن من أجل شرح مبادئ عملها، تقدم هذه المقالة الهيكل الأساسي لمحركات السائر. من خلال هذه المقالة، من المفترض أن نفهم أن محركات السائر تعتمد بشكل أساسي على هيكل مع ملفات ثابتة ومغناطيس دائم دوار.

مبدأ العمل الأساسي للمحركات السائر (الإثارة أحادية الطور)

يستخدم الرسم البياني التالي لشرح مبدأ العمل الأساسي لمحركات السائر. هذا مثال على إثارة أحادية الطور (مجموعة واحدة من الملفات) للملفات ثنائية القطب ثنائية الطور المذكورة أعلاه. فرضية الرسم البياني هي تغير الحالة من ① إلى ④. يتكون الملفان من الملف 1 والملف 2. بالإضافة إلى ذلك، يمثل سهم التيار اتجاه تدفق التيار.

 ① قم بتوجيه التيار ليتدفق إلى الداخل من الجانب الأيسر من الملف 1 وإلى الخارج من الجانب الأيمن. تجنب أي تدفق للتيار عبر الملف 2. ونتيجة لذلك، يصبح الجانب الداخلي من الملف الأيسر 1 N (شمال)، بينما يصبح الجانب الداخلي من الملف الأيمن 1 S (جنوب). وبالتالي، ينجذب المغناطيس الدائم الموجود في المنتصف بواسطة المجال المغناطيسي للملف 1، ويتخذ حالة S على اليسار و N على اليمين، ويتوقف.

② بعد ذلك، أوقف التيار في الملف 1، ووجِّه التيار ليتدفق إلى الداخل من أعلى الملف 2 وإلى الخارج من الأسفل. عندئذٍ يصبح الجانب الداخلي للملف العلوي 2 N، ويصبح الجانب الداخلي للملف السفلي 2 S. ينجذب المغناطيس الدائم بواسطة هذا المجال المغناطيسي، ويدور 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة ويتوقف.

③ بعد ذلك، أوقف التيار في الملف 2، ووجَّهه ليتدفق إلى الداخل من الجانب الأيمن من الملف 1 وإلى الخارج من الجانب الأيسر. ويصبح الجانب الداخلي للملف الأيسر 1 S، ويصبح الجانب الداخلي للملف الأيمن 1 N. ينجذب المغناطيس الدائم مرة أخرى بواسطة هذا المجال، ويدور 90 درجة أخرى في اتجاه عقارب الساعة ويتوقف.

④ أخيرًا، أوقف التيار في الملف 1، ووجِّه التيار ليتدفق من أسفل الملف 2 إلى الداخل من الأسفل ويخرج من الأعلى. يصبح الجانب الداخلي للملف 2 العلوي S، بينما يصبح الجانب الداخلي للملف 2 السفلي N. مرة أخرى، ينجذب المغناطيس الدائم بواسطة هذا المجال المغناطيسي، ويدور 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة ويتوقف.

من خلال تبديل تدفق التيار عبر الملفات بالتسلسل أعلاه (من ① إلى ④) عبر دائرة إلكترونية، يمكن جعل محرك السائر يدور. في هذا المثال، يقوم كل إجراء تبديل بتدوير محرك السائر بمقدار 90 درجة.

علاوة على ذلك، فإن الحفاظ على تدفق تيار مستمر عبر ملف معين يسمح للمحرك بالبقاء في حالة التوقف مع الحفاظ على عزم الدوران. وكملاحظة جانبية، يمكن أن يؤدي عكس ترتيب تدفق التيار عبر الملفات إلى دوران محرك السائر في الاتجاه المعاكس.