कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटरच्या डिझाइनमध्ये कोणत्या पॅरामीटर्सकडे लक्ष दिले पाहिजे?

त्यांच्या कॉम्पॅक्टनेस आणि उच्च टॉर्क घनतेमुळे, कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स अनेक औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात, विशेषत: पाणबुडी प्रणोदन प्रणालीसारख्या उच्च-कार्यक्षमता ड्राइव्ह सिस्टमसाठी.कायमस्वरूपी चुंबक समकालिक मोटर्सना उत्तेजनासाठी, रोटरची देखभाल आणि नुकसान कमी करण्यासाठी स्लिप रिंग वापरण्याची आवश्यकता नसते.स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स अत्यंत कार्यक्षम आहेत आणि उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या ड्राइव्ह सिस्टमसाठी योग्य आहेत जसे की सीएनसी मशीन टूल्स, रोबोटिक्स आणि उद्योगातील स्वयंचलित उत्पादन प्रणाली.

सामान्यतः, स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्सचे डिझाइन आणि बांधकाम उच्च-कार्यक्षमता मोटर मिळविण्यासाठी स्टेटर आणि रोटर संरचना दोन्ही विचारात घेणे आवश्यक आहे.

कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटरची रचना

हवेतील अंतर चुंबकीय प्रवाह घनता:एसिंक्रोनस मोटर्स इत्यादींच्या डिझाइननुसार निश्चित केले जाते, स्थायी चुंबक रोटर्सचे डिझाइन आणि स्टेटर विंडिंग्स स्विच करण्यासाठी विशेष आवश्यकतांचा वापर. याव्यतिरिक्त, असे गृहीत धरले जाते की स्टेटर एक स्लॉटेड स्टेटर आहे.एअर गॅप फ्लक्स घनता स्टेटर कोरच्या संपृक्ततेद्वारे मर्यादित आहे.विशेषतः, पीक फ्लक्स घनता गियर दातांच्या रुंदीने मर्यादित असते, तर स्टेटरचा मागील भाग जास्तीत जास्त एकूण फ्लक्स निर्धारित करतो.

शिवाय, स्वीकार्य संपृक्तता पातळी अर्जावर अवलंबून असते.सामान्यतः, उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्समध्ये कमी फ्लक्स घनता असते, तर जास्तीत जास्त टॉर्क घनतेसाठी डिझाइन केलेल्या मोटर्समध्ये फ्लक्स घनता जास्त असते.पीक एअर गॅप फ्लक्स घनता सामान्यतः 0.7-1.1 टेस्लाच्या श्रेणीत असते.हे नोंद घ्यावे की ही एकूण फ्लक्स घनता आहे, म्हणजे रोटर आणि स्टेटर फ्लक्सची बेरीज.याचा अर्थ असा की जर आर्मेचर प्रतिक्रिया शक्ती कमी असेल तर याचा अर्थ संरेखन टॉर्क जास्त आहे.

तथापि, मोठ्या अनिच्छा टॉर्क योगदान प्राप्त करण्यासाठी, स्टेटर प्रतिक्रिया शक्ती मोठी असणे आवश्यक आहे.मशीन पॅरामीटर्स दर्शविते की मोठे m आणि लहान इंडक्टन्स L प्रामुख्याने संरेखन टॉर्क प्राप्त करण्यासाठी आवश्यक आहे.हे सहसा बेस स्पीडच्या खाली असलेल्या ऑपरेशनसाठी योग्य असते कारण उच्च इंडक्टन्स पॉवर फॅक्टर कमी करते.

कायम चुंबक सामग्री:

चुंबक अनेक उपकरणांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात, म्हणून, या सामग्रीचे कार्यप्रदर्शन सुधारणे खूप महत्वाचे आहे आणि सध्या लक्ष दुर्मिळ पृथ्वी आणि संक्रमण धातू-आधारित सामग्रीवर केंद्रित आहे जे उच्च चुंबकीय गुणधर्मांसह कायम चुंबक मिळवू शकतात.तंत्रज्ञानावर अवलंबून, चुंबकांमध्ये भिन्न चुंबकीय आणि यांत्रिक गुणधर्म असतात आणि भिन्न गंज प्रतिकार दर्शवतात.

NdFeB (Nd2Fe14B) आणि Samarium Cobalt (Sm1Co5 आणि Sm2Co17) चुंबक हे आज उपलब्ध असलेले सर्वात प्रगत व्यावसायिक स्थायी चुंबक साहित्य आहेत.दुर्मिळ पृथ्वी चुंबकाच्या प्रत्येक वर्गामध्ये विविध श्रेणी असतात.NdFeB चुंबकांचे 1980 च्या दशकाच्या सुरुवातीस व्यावसायिकीकरण करण्यात आले.ते आज मोठ्या प्रमाणावर विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात.या चुंबक सामग्रीची किंमत (प्रति ऊर्जा उत्पादन) फेराइट चुंबकाशी तुलना करता येते आणि प्रति किलोग्रॅम आधारावर, NdFeB चुंबकांची किंमत फेराइट चुंबकांपेक्षा 10 ते 20 पट जास्त असते.

स्थायी चुंबकांची तुलना करण्यासाठी वापरले जाणारे काही महत्त्वाचे गुणधर्म आहेत: रीमनन्स (श्री), जे कायम चुंबकीय चुंबकीय क्षेत्राची ताकद मोजते, जबरदस्ती शक्ती (Hcj), विचुंबकीकरणास प्रतिकार करण्याची सामग्रीची क्षमता, ऊर्जा उत्पादन (BHmax), घनता चुंबकीय ऊर्जा ; क्युरी तापमान (TC), ज्या तापमानात सामग्रीचे चुंबकत्व कमी होते.निओडीमियम मॅग्नेटमध्ये उच्च रीमनन्स, उच्च जबरदस्ती आणि ऊर्जा उत्पादन असते, परंतु सामान्यत: कमी क्युरी तापमान प्रकाराचे असतात, उच्च तापमानात चुंबकीय गुणधर्म राखण्यासाठी निओडीमियम टेर्बियम आणि डिस्प्रोशिअमसह कार्य करते.

कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटर डिझाइन

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर (पीएमएसएम) च्या डिझाइनमध्ये, स्थायी चुंबक रोटरचे बांधकाम स्टेटर आणि विंडिंगची भूमिती न बदलता तीन-फेज इंडक्शन मोटरच्या स्टेटर फ्रेमवर आधारित आहे.तपशील आणि भूमितीमध्ये हे समाविष्ट आहे: मोटर गती, वारंवारता, ध्रुवांची संख्या, स्टेटरची लांबी, आतील आणि बाह्य व्यास, रोटर स्लॉटची संख्या.PMSM च्या डिझाईनमध्ये तांब्याचे नुकसान, बॅक EMF, लोहाचे नुकसान आणि स्व आणि परस्पर इंडक्टन्स, चुंबकीय प्रवाह, स्टेटर प्रतिरोध इ.

सेल्फ-इंडक्टन्स आणि म्युच्युअल इंडक्टन्सची गणना:

हेन्रीस (एच) मध्ये फ्लक्स-उत्पादक करंट I शी फ्लक्स लिंकेजचे गुणोत्तर म्हणून इंडक्टन्स एलची व्याख्या केली जाऊ शकते, वेबर प्रति अँपिअरच्या बरोबरीने. इंडक्टर हे चुंबकीय क्षेत्रात ऊर्जा साठवण्यासाठी वापरले जाणारे उपकरण आहे, जसे कॅपेसिटर विद्युत क्षेत्रामध्ये ऊर्जा संचयित करते. इंडक्टर्समध्ये सामान्यतः कॉइल असतात, सामान्यत: फेराइट किंवा फेरोमॅग्नेटिक कोअरभोवती जखमा असतात आणि त्यांचे इंडक्टन्स मूल्य केवळ कंडक्टरच्या भौतिक संरचनेशी आणि चुंबकीय प्रवाह ज्या सामग्रीतून जाते त्या सामग्रीच्या पारगम्यतेशी संबंधित असते.

इंडक्टन्स शोधण्यासाठी पायऱ्या खालीलप्रमाणे आहेत:1. समजा कंडक्टरमध्ये करंट I आहे.2. बी पुरेसा सममित आहे हे निर्धारित करण्यासाठी बायोट-सावर्टचा कायदा किंवा अँपिअरचा लूप कायदा (उपलब्ध असल्यास) वापरा.3. सर्व सर्किट्सला जोडणाऱ्या एकूण फ्लक्सची गणना करा.4. फ्लक्स लिंकेज मिळविण्यासाठी एकूण चुंबकीय प्रवाहाचा लूपच्या संख्येने गुणाकार करा आणि आवश्यक पॅरामीटर्सचे मूल्यमापन करून स्थायी चुंबक समकालिक मोटरचे डिझाइन करा.

अभ्यासात असे आढळून आले की AC कायमस्वरूपी चुंबक रोटर सामग्री म्हणून NdFeB वापरण्याच्या रचनेमुळे हवेच्या अंतरामध्ये निर्माण होणारा चुंबकीय प्रवाह वाढला, परिणामी स्टेटरच्या आतील त्रिज्या कमी झाल्या, तर सॅमेरियम कोबाल्टचा वापर करून स्टेटरची आतील त्रिज्या कायमस्वरूपी राहिली. चुंबक रोटर साहित्य मोठे होते.परिणाम दर्शविते की NdFeB मधील प्रभावी तांबे नुकसान 8.124% ने कमी झाले आहे.कायम चुंबक सामग्री म्हणून सॅमेरियम कोबाल्टसाठी, चुंबकीय प्रवाह एक साइनसॉइडल भिन्नता असेल.सामान्यतः, स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्सचे डिझाइन आणि बांधकाम उच्च-कार्यक्षमता मोटर मिळविण्यासाठी स्टेटर आणि रोटर संरचना दोन्ही विचारात घेणे आवश्यक आहे.

शेवटी

परमनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस मोटर (PMSM) ही एक समकालिक मोटर आहे जी चुंबकीकरणासाठी उच्च चुंबकीय सामग्री वापरते आणि उच्च कार्यक्षमता, साधी रचना आणि सुलभ नियंत्रणाची वैशिष्ट्ये आहेत.या कायमस्वरूपी चुंबक समकालिक मोटरमध्ये ट्रॅक्शन, ऑटोमोटिव्ह, रोबोटिक्स आणि एरोस्पेस तंत्रज्ञानामध्ये अनुप्रयोग आहेत. स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्सची उर्जा घनता समान रेटिंगच्या इंडक्शन मोटर्सपेक्षा जास्त आहे कारण चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी समर्पित स्टेटर पॉवर नाही. .

सध्या, पीएमएसएमच्या डिझाइनसाठी केवळ उच्च शक्तीच नाही तर कमी वस्तुमान आणि जडत्वाचा कमी क्षण देखील आवश्यक आहे.