प्रत्यक्ष ड्राइव दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक गियरलेस मोटर चर गति

पीएमएसीएम की विशिष्ट विशेषता है कि उनके रोटर के भीतर स्थायी चुंबक स्टेटर घुमावों के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (आरएमएफ) द्वारा कार्य करते हैं, और घूर्णन गति में खारिज कर दिए जाते हैं।यह अन्य रोटर से एक विचलन है, जहां चुंबकीय बल को रोटर आवास में प्रेरित या उत्पन्न किया जाना चाहिए, जिसके लिए अधिक धारा की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि पीएमएसीएम आम तौर पर प्रेरण मोटर्स की तुलना में अधिक कुशल होते हैं,चूंकि रोटर का चुंबकीय क्षेत्र स्थायी है और इसके उत्पादन के लिए बिजली के स्रोत का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं हैइसका अर्थ यह भी है कि इनको काम करने के लिए एक चर आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी, या पीएम ड्राइव) की आवश्यकता होती है, जो एक नियंत्रण प्रणाली है जो इन मोटर्स द्वारा उत्पादित टॉर्क को चिकनी करती है।रोटर रोटेशन के कुछ चरणों में स्टेटर घुमाव के लिए चालू और बंद स्विच करके, पीएम ड्राइव एक साथ टॉर्क और वर्तमान को नियंत्रित करता है और रोटर की स्थिति की गणना करने के लिए इन आंकड़ों का उपयोग करता है, और इसलिए शाफ्ट आउटपुट की गति। वे सिंक्रोनस मशीनें हैं,क्योंकि उनकी घूर्णन गति आरएमएफ की गति से मेल खाती हैये मशीनें अपेक्षाकृत नई हैं और अभी भी अनुकूलित की जा रही हैं, इसलिए किसी भी PMACM का विशिष्ट संचालन, अभी के लिए, प्रत्येक डिजाइन के लिए अनिवार्य रूप से अद्वितीय है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर की मुख्य विशेषताएं

• निर्माण: पीएमएसएम का एक अपेक्षाकृत सरल यांत्रिक डिजाइन है जो उन्हें बनाए रखने और मरम्मत करने में आसान बनाता है। उनके निर्माण में आमतौर पर फेरोमैग्नेटिक सामग्री से बने एक स्थिर स्टेटर शामिल होते हैं,रोटर से जुड़े स्थायी चुंबक, और तांबे के घुमावों का एक सेट।
• मजबूत संरचनाः पीएमएसएम को अत्यधिक तापमान, आर्द्रता और कंपन सहित विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।यह कठोरता उन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती हैऑटोमोबाइल और औद्योगिक प्रणालियों सहित।
• उच्च विश्वसनीयता: पीएमएसएम का एक प्रमुख लाभ उनकी विश्वसनीयता है, विशेष रूप से उच्च परिचालन गति पर। उनके पास पहनने के लिए कोई ब्रश या कम्यूटेटर नहीं हैं और इसलिए,यांत्रिक पहनने के कारण गति नियंत्रण का कोई नुकसान नहीं है.
• परिवर्तनीय गति ड्राइव: पीएमएसएम को परिवर्तनीय गति ड्राइव (वीएसडी) द्वारा संचालित किया जा सकता है, जिससे मोटर गति का सटीक नियंत्रण संभव हो जाता है।यह क्षमता उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां गति को बदलती परिस्थितियों के आधार पर लगातार समायोजित करने की आवश्यकता होती है.
• सेंसर रहित संचालनः पीएमएसएम स्थिति या गति सेंसर के बिना काम कर सकते हैं, जिसे सेंसर रहित नियंत्रण के रूप में जाना जाता है। इससे अतिरिक्त सेंसर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, सिस्टम डिजाइन को सरल बनाया जाता है और लागत कम हो जाती है।
• सटीक टोक़ और गति नियंत्रणः पीएमएसएम उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम और फीडबैक लूप के माध्यम से टोक़ और गति के सटीक नियंत्रण की अनुमति देते हैं। यह सटीक स्थिति, गति नियंत्रण,और सटीक गति विनियमन.
• तेज़ गतिशील प्रतिक्रियाः पीएमएसएम में तेज़ गतिशील प्रतिक्रिया होती है क्योंकि उनके पास उच्च टोक़-इनेर्शिय के अनुपात और कम गतिशीलता क्षण होता है।यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनके लिए तेजी से त्वरण या सटीक गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है.
• चिकनी टोक़ उत्पादन: पीएमएसएम एक चिकनी और निरंतर टोक़ उत्पन्न करते हैं, जिससे सिस्टम में चिकनी गति और न्यूनतम कंपन सुनिश्चित होता है।यह उन्हें सटीक गति नियंत्रण अनुप्रयोगों जैसे रोबोटिक्स या सटीक मशीनिंग के लिए उपयुक्त बनाता है.
• शांत संचालनः पीएमएसएम अपने चिकनी टोक़ उत्पादन और ब्रश या कम्यूटेटर की अनुपस्थिति के कारण चुपचाप काम करते हैं। यह उन्हें उन अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है जहां शोर में कमी महत्वपूर्ण है,जैसे कि घर के अंदर या जहां लोग मौजूद हों.

एसपीएम बनाम आईपीएम

एक पीएम मोटर को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता हैः सतह स्थायी चुंबक मोटर (एसपीएम) और आंतरिक स्थायी चुंबक मोटर (आईपीएम) । किसी भी मोटर डिजाइन प्रकार में रोटर बार नहीं होते हैं।दोनों प्रकार रोटर के अंदर या रोटर पर लगाए गए स्थायी चुंबकों से चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करते हैं.

एसपीएम मोटर्स में रोटर की सतह के बाहरी हिस्से पर चुंबक लगे होते हैं। इस यांत्रिक माउंटिंग के कारण, उनकी यांत्रिक शक्ति आईपीएम मोटर्स की तुलना में कमजोर होती है।कमजोर यांत्रिक शक्ति मोटर की अधिकतम सुरक्षित यांत्रिक गति को सीमित करती हैइसके अतिरिक्त, इन मोटर्स में बहुत सीमित चुंबकीय प्रबलता (Ld ≈ Lq) होती है।

रोटर के टर्मिनलों पर मापा गया प्रेरण मूल्य रोटर की स्थिति के बावजूद समान है। निकट एकता प्रबलता अनुपात के कारण, एसपीएम मोटर डिजाइन काफी हद तक, यदि पूरी तरह से नहीं,चुंबकीय टोक़ घटक पर टोक़ उत्पन्न करने के लिए.

आईपीएम मोटर्स में एक स्थायी चुंबक रोटर में ही एम्बेडेड होता है। उनके एसपीएम समकक्षों के विपरीत, स्थायी चुंबकों का स्थान आईपीएम मोटर्स को बहुत ही यांत्रिक रूप से ध्वनि बनाता है,और बहुत उच्च गति पर काम करने के लिए उपयुक्तइन मोटर्स को उनके अपेक्षाकृत उच्च चुंबकीय प्रबलता अनुपात (Lq > Ld) द्वारा भी परिभाषित किया जाता है।एक आईपीएम मोटर में मोटर के चुंबकीय और अनिच्छा टोक़ दोनों घटकों का लाभ उठाकर टोक़ उत्पन्न करने की क्षमता होती है.

स्व-संवेदन बनाम बंद-लूप संचालन

ड्राइव प्रौद्योगिकी में हालिया प्रगति मानक एसी ड्राइव को ′′स्व-निदान′′ करने और मोटर चुंबक की स्थिति को ट्रैक करने की अनुमति देती है। एक बंद-लूप प्रणाली आमतौर पर प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए जेड-पल्स चैनल का उपयोग करती है।कुछ दिनचर्या के माध्यम से, ड्राइव ए/बी चैनलों को ट्रैक करके और जेड-चैनल के साथ त्रुटियों के लिए सुधार करके मोटर चुंबक की सटीक स्थिति जानता है।चुंबक की सटीक स्थिति जानने से इष्टतम दक्षता के परिणामस्वरूप इष्टतम टोक़ उत्पादन की अनुमति मिलती है.

पीएम मोटर्स के प्रवाह को कमजोर/गहन करना

एक स्थायी चुंबक मोटर में प्रवाह चुंबकों द्वारा उत्पन्न होता है। प्रवाह क्षेत्र एक निश्चित पथ का अनुसरण करता है, जिसे बढ़ाया या विरोध किया जा सकता है।वृद्धि या प्रवाह क्षेत्र को तेज मोटर अस्थायी रूप से टोक़ उत्पादन बढ़ाने के लिए अनुमति देगा. प्रवाह क्षेत्र का विरोध करने से मोटर के विद्यमान चुंबकीय क्षेत्र को शून्य कर दिया जाएगा। कम चुंबकीय क्षेत्र टॉर्क उत्पादन को सीमित करेगा, लेकिन बैक-ईएमएफ वोल्टेज को कम करेगा।कम बैक-ईएमएफ वोल्टेज मोटर को उच्च आउटपुट गति पर काम करने के लिए धक्का देने के लिए वोल्टेज को मुक्त करता है. दोनों प्रकार के संचालन के लिए अतिरिक्त मोटर करंट की आवश्यकता होती है। मोटर नियंत्रक द्वारा दी गई डी-अक्ष के माध्यम से मोटर करंट की दिशा वांछित प्रभाव को निर्धारित करती है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर की निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

1. नामित दक्षता सामान्य असिंक्रोनस मोटर्स से 2% से 5% अधिक है;

2लोड की वृद्धि के साथ दक्षता तेजी से बढ़ जाती है। जब लोड 25% से 120% के दायरे में बदलता है तो यह उच्च दक्षता बनाए रखता है।उच्च दक्षता संचालन रेंज साधारण असिंक्रोनस मोटर्स की तुलना में बहुत अधिक है- हल्के भार, परिवर्तनीय भार और पूर्ण भार सभी में ऊर्जा की बचत के महत्वपूर्ण प्रभाव होते हैं।

3. शक्ति कारक 0.95 और उससे अधिक तक, कोई प्रतिक्रियाशील मुआवजा आवश्यक नहीं है;

4. पावर फैक्टर में काफी सुधार हुआ है। असिंक्रोनस मोटर्स की तुलना में, चालू करंट 10% से अधिक कम हो गया है। ऑपरेटिंग करंट और सिस्टम हानि में कमी के कारण,लगभग 1% ऊर्जा बचत प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है.

5. कम तापमान वृद्धि, उच्च शक्ति घनत्वः 20K तीन चरण असिंक्रोनस मोटर तापमान वृद्धि से कम, डिजाइन तापमान वृद्धि एक ही है और एक छोटी मात्रा में बनाया जा सकता है,अधिक प्रभावी सामग्री की बचत;

6उच्च प्रारंभ टोक़ और उच्च अधिभार क्षमताः आवश्यकताओं के अनुसार, इसे उच्च प्रारंभ टोक़ (3-5 गुना) और उच्च अधिभार क्षमता के साथ डिजाइन किया जा सकता है;

7. परिवर्तनीय आवृत्ति गति नियंत्रण प्रणाली का प्रयोग किया जाता है, जो गतिशील प्रतिक्रिया में बेहतर है और असिंक्रोनस मोटर्स की तुलना में बेहतर है।

8स्थापना आयाम वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले असिंक्रोनस मोटर्स के समान हैं, और डिजाइन और चयन बहुत सुविधाजनक हैं।

9. बिजली कारक में वृद्धि के कारण, बिजली आपूर्ति प्रणाली ट्रांसफार्मर की दृश्य शक्ति बहुत कम हो जाती है, जो ट्रांसफार्मर की बिजली आपूर्ति क्षमता में सुधार करती है,और सिस्टम केबल की लागत को भी काफी कम कर सकता है (नई परियोजना);

मोटर के बारे में कुछ छोटी-छोटी समस्याएं जिन्हें आसानी से नजरअंदाज किया जाता हैः

1सामान्य मोटर्स का उपयोग पठार क्षेत्रों में क्यों नहीं किया जा सकता है?

ऊंचाई का मोटर तापमान वृद्धि, मोटर कोरोना (उच्च वोल्टेज मोटर) और डीसी मोटर के कम्यूटेशन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। निम्नलिखित तीन पहलुओं पर ध्यान दिया जाना चाहिएः

(1) ऊंचाई जितनी अधिक होगी, मोटर का तापमान उतना ही अधिक बढ़ेगा और आउटपुट पावर उतनी ही कम होगी।जब तापमान तापमान वृद्धि पर ऊंचाई के प्रभाव की भरपाई करने के लिए पर्याप्त ऊंचाई में वृद्धि के साथ कम हो जाता है, मोटर की नाममात्र आउटपुट शक्ति अपरिवर्तित रह सकती है;

(2) पठार में उच्च वोल्टेज मोटर का उपयोग करते समय कोरोना विरोधी उपाय किए जाने चाहिए।

(3) सी.सी. मोटर के कम्यूटेशन के लिए ऊंचाई अच्छी नहीं है, इसलिए कार्बन ब्रश सामग्री के चयन पर ध्यान दें।

2मोटर हल्के भार के संचालन के लिए उपयुक्त क्यों नहीं है?

जब मोटर हल्के भार पर चलता है, यह कारण होगाः

(1) मोटर का पावर फैक्टर कम है;

(2) मोटर की दक्षता कम है।

(3) इससे उपकरण की बर्बादी होगी और गैर-आर्थिक संचालन होगा।

3ठंडे वातावरण में मोटर क्यों नहीं चल सकता?

कम तापमान वाले वातावरण में मोटर का अत्यधिक प्रयोग निम्न कारणों से होगा:

(1) मोटर इन्सुलेशन दरारें;

(2) लेयरिंग वसा फ्रीज;

(3) तार के जोड़ का मिलाप पाउडर पाउडर होता है।

इसलिए, मोटर को गर्म किया जाना चाहिए और ठंडे वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए, और चलने से पहले घुमाव और बीयरिंगों की जांच की जानी चाहिए।

4एक 60 हर्ट्ज मोटर 50 हर्ट्ज बिजली की आपूर्ति का उपयोग क्यों नहीं कर सकता?

जब मोटर डिजाइन किया जाता है, सिलिकॉन स्टील शीट आम तौर पर चुंबकत्व वक्र के संतृप्ति क्षेत्र में काम करता है। जब बिजली की आपूर्ति वोल्टेज स्थिर है,आवृत्ति को कम करना चुंबकीय प्रवाह और उत्तेजना धारा को बढ़ाएगा, जिसके परिणामस्वरूप मोटर धारा और तांबे की खपत में वृद्धि होगी, जिसके परिणामस्वरूप मोटर के तापमान में वृद्धि होगी।कोइल के अति ताप के कारण मोटर जल सकता है.

5.मोटर कोमल प्रारंभ

सॉफ्ट स्टार्ट का सीमित ऊर्जा-बचत प्रभाव होता है, लेकिन यह बिजली ग्रिड पर स्टार्ट-अप के प्रभाव को कम कर सकता है, और मोटर यूनिट की सुरक्षा के लिए एक चिकनी शुरुआत भी प्राप्त कर सकता है।ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार, एक अपेक्षाकृत जटिल नियंत्रण सर्किट के अतिरिक्त, एक नरम प्रारंभ न केवल ऊर्जा की बचत नहीं करता है, बल्कि ऊर्जा की खपत में भी वृद्धि करता है।लेकिन यह सर्किट के प्रारंभ करंट को कम कर सकता है और एक सुरक्षात्मक भूमिका निभा सकता है.

10नई परियोजना के निर्माण के समय, सभी ड्राइव सिस्टम स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग करते हैं, परियोजना निवेश मूल रूप से असिंक्रोनस मोटर्स के उपयोग के समान है,और परियोजना के चालू होने के बाद भी ऊर्जा-बचत लाभ प्राप्त कर सकती है;

सामान्य औद्योगिक क्षेत्र में, निम्न वोल्टेज ((380/660/1140V) उच्च दक्षता वाले असिंक्रोनस मोटर्स की प्रतिस्थापन, प्रणाली 5% से 30% तक ऊर्जा बचाती है,और उच्च वोल्टेज ((6kV/10kV) उच्च दक्षता असिंक्रोनस मोटर, प्रणाली 2% से 10% तक की बचत करती है।