శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటారు రూపకల్పనలో ఏ పారామితులు శ్రద్ధ వహించాలి?

వాటి కాంపాక్ట్‌నెస్ మరియు అధిక టార్క్ సాంద్రత కారణంగా, శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్‌లు అనేక పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ముఖ్యంగా జలాంతర్గామి ప్రొపల్షన్ సిస్టమ్‌ల వంటి అధిక-పనితీరు గల డ్రైవ్ సిస్టమ్‌ల కోసం.శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్లు ఉత్తేజితం, రోటర్ నిర్వహణ మరియు నష్టాలను తగ్గించడం కోసం స్లిప్ రింగులను ఉపయోగించడం అవసరం లేదు.పరిశ్రమలోని CNC మెషిన్ టూల్స్, రోబోటిక్స్ మరియు ఆటోమేటెడ్ ప్రొడక్షన్ సిస్టమ్‌ల వంటి అధిక-పనితీరు గల డ్రైవ్ సిస్టమ్‌లకు శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్‌లు అత్యంత సమర్థవంతమైనవి మరియు అనుకూలమైనవి.

సాధారణంగా, శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్‌ల రూపకల్పన మరియు నిర్మాణం అధిక-పనితీరు గల మోటారును పొందేందుకు స్టేటర్ మరియు రోటర్ నిర్మాణం రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ యొక్క నిర్మాణం

గాలి-గ్యాప్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత:అసమకాలిక మోటార్లు మొదలైన వాటి రూపకల్పన ప్రకారం నిర్ణయించబడుతుంది, శాశ్వత అయస్కాంత రోటర్ల రూపకల్పన మరియు స్టేటర్ వైండింగ్లను మార్చడానికి ప్రత్యేక అవసరాలను ఉపయోగించడం.అదనంగా, స్టేటర్ స్లాట్డ్ స్టేటర్ అని భావించబడుతుంది.ఎయిర్ గ్యాప్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత స్టేటర్ కోర్ యొక్క సంతృప్తత ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.ప్రత్యేకించి, పీక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత గేర్ దంతాల వెడల్పుతో పరిమితం చేయబడింది, అయితే స్టేటర్ వెనుక గరిష్ట మొత్తం ఫ్లక్స్‌ను నిర్ణయిస్తుంది.

ఇంకా, అనుమతించదగిన సంతృప్త స్థాయి అప్లికేషన్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.సాధారణంగా, అధిక సామర్థ్యం గల మోటార్లు తక్కువ ఫ్లక్స్ సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి, అయితే గరిష్ట టార్క్ సాంద్రత కోసం రూపొందించబడిన మోటార్లు అధిక ఫ్లక్స్ సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.పీక్ ఎయిర్ గ్యాప్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీ సాధారణంగా 0.7–1.1 టెస్లా పరిధిలో ఉంటుంది.ఇది మొత్తం ఫ్లక్స్ సాంద్రత, అంటే రోటర్ మరియు స్టేటర్ ఫ్లక్స్‌ల మొత్తం అని గమనించాలి.అంటే ఆర్మేచర్ రియాక్షన్ ఫోర్స్ తక్కువగా ఉంటే, అమరిక టార్క్ ఎక్కువగా ఉందని అర్థం.

అయినప్పటికీ, పెద్ద రిలక్టెన్స్ టార్క్ కంట్రిబ్యూషన్ సాధించడానికి, స్టేటర్ రియాక్షన్ ఫోర్స్ పెద్దగా ఉండాలి.మెషిన్ పారామితులు పెద్ద m మరియు చిన్న ఇండక్టెన్స్ L ప్రధానంగా అమరిక టార్క్ పొందేందుకు అవసరమని చూపుతాయి.అధిక ఇండక్టెన్స్ పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను తగ్గిస్తుంది కాబట్టి ఇది సాధారణంగా బేస్ స్పీడ్ కంటే తక్కువ ఆపరేషన్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థం:

అనేక పరికరాలలో అయస్కాంతాలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి, అందువల్ల, ఈ పదార్థాల పనితీరును మెరుగుపరచడం చాలా ముఖ్యం, మరియు అధిక అయస్కాంత లక్షణాలతో శాశ్వత అయస్కాంతాలను పొందగల అరుదైన భూమి మరియు పరివర్తన మెటల్-ఆధారిత పదార్థాలపై ప్రస్తుతం దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది.సాంకేతికతపై ఆధారపడి, అయస్కాంతాలు వేర్వేరు అయస్కాంత మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు వివిధ తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తాయి.

NdFeB (Nd2Fe14B) మరియు సమారియం కోబాల్ట్ (Sm1Co5 మరియు Sm2Co17) అయస్కాంతాలు నేడు అందుబాటులో ఉన్న అత్యంత అధునాతన వాణిజ్య శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలు.అరుదైన భూమి అయస్కాంతాల యొక్క ప్రతి తరగతిలో అనేక రకాల గ్రేడ్‌లు ఉన్నాయి.NdFeB అయస్కాంతాలు 1980ల ప్రారంభంలో వాణిజ్యీకరించబడ్డాయి.అవి నేడు అనేక విభిన్న అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.ఈ అయస్కాంత పదార్థం యొక్క ధర (శక్తి ఉత్పత్తికి) ఫెర్రైట్ అయస్కాంతాలతో పోల్చవచ్చు మరియు కిలోగ్రాము ప్రాతిపదికన, NdFeB అయస్కాంతాల ధర ఫెర్రైట్ అయస్కాంతాల కంటే 10 నుండి 20 రెట్లు ఎక్కువ.

శాశ్వత అయస్కాంతాలను పోల్చడానికి ఉపయోగించే కొన్ని ముఖ్యమైన లక్షణాలు: శాశ్వత అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం, బలవంతపు శక్తి (Hcj), డీమాగ్నెటైజేషన్‌ను నిరోధించే పదార్థం యొక్క సామర్ధ్యం, శక్తి ఉత్పత్తి (BHmax), సాంద్రత అయస్కాంత శక్తి యొక్క బలాన్ని కొలుస్తుంది. ;క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత (TC), పదార్థం దాని అయస్కాంతత్వాన్ని కోల్పోయే ఉష్ణోగ్రత.నియోడైమియమ్ అయస్కాంతాలు అధిక పునరుద్ధరణ, అధిక బలవంతం మరియు శక్తి ఉత్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి, కానీ సాధారణంగా తక్కువ క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత రకం, నియోడైమియం అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద దాని అయస్కాంత లక్షణాలను నిర్వహించడానికి టెర్బియం మరియు డిస్ప్రోసియంతో పనిచేస్తుంది.

శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ డిజైన్

శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ (PMSM) రూపకల్పనలో, శాశ్వత మాగ్నెట్ రోటర్ నిర్మాణం స్టేటర్ మరియు వైండింగ్‌ల జ్యామితిని మార్చకుండా మూడు-దశల ఇండక్షన్ మోటారు యొక్క స్టేటర్ ఫ్రేమ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.లక్షణాలు మరియు జ్యామితిలో ఇవి ఉన్నాయి: మోటారు వేగం, ఫ్రీక్వెన్సీ, పోల్స్ సంఖ్య, స్టేటర్ పొడవు, లోపలి మరియు బయటి వ్యాసాలు, రోటర్ స్లాట్ల సంఖ్య.PMSM రూపకల్పనలో రాగి నష్టం, వెనుక EMF, ఇనుము నష్టం మరియు స్వీయ మరియు పరస్పర ఇండక్టెన్స్, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్, స్టేటర్ రెసిస్టెన్స్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

స్వీయ-ఇండక్టెన్స్ మరియు మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ యొక్క గణన:

ఇండక్టెన్స్ L అనేది హెన్రీస్ (H)లో వెబెర్ పర్ ఆంపియర్‌కు సమానమైన ఫ్లక్స్-ప్రొడ్యూసింగ్ కరెంట్ Iకి ఫ్లక్స్ లింకేజ్ నిష్పత్తిగా నిర్వచించవచ్చు.ఇండక్టర్ అనేది అయస్కాంత క్షేత్రంలో శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే పరికరం, విద్యుత్ క్షేత్రంలో కెపాసిటర్ శక్తిని ఎలా నిల్వ చేస్తుందో అదే విధంగా ఉంటుంది.ఇండక్టర్‌లు సాధారణంగా కాయిల్స్‌ను కలిగి ఉంటాయి, సాధారణంగా ఫెర్రైట్ లేదా ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ కోర్ చుట్టూ గాయపడతాయి మరియు వాటి ఇండక్టెన్స్ విలువ కండక్టర్ యొక్క భౌతిక నిర్మాణం మరియు అయస్కాంత ప్రవాహం ద్వారా వెళ్ళే పదార్థం యొక్క పారగమ్యతకు మాత్రమే సంబంధించినది.

ఇండక్టెన్స్‌ను కనుగొనే దశలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:1. కండక్టర్‌లో కరెంట్ I ఉందని అనుకుందాం.2. B తగినంత సుష్టంగా ఉందని నిర్ధారించడానికి Biot-Savart యొక్క చట్టం లేదా Ampere యొక్క లూప్ నియమాన్ని (అందుబాటులో ఉంటే) ఉపయోగించండి.3. అన్ని సర్క్యూట్లను కలుపుతున్న మొత్తం ఫ్లక్స్ను లెక్కించండి.4. ఫ్లక్స్ లింకేజీని పొందేందుకు లూప్‌ల సంఖ్యతో మొత్తం మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌ను గుణించండి మరియు అవసరమైన పారామితులను మూల్యాంకనం చేయడం ద్వారా శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటారు రూపకల్పనను నిర్వహించండి.

NdFeBని AC శాశ్వత మాగ్నెట్ రోటర్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించడం వల్ల గాలి గ్యాప్‌లో ఉత్పన్నమయ్యే అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని పెంచుతుందని అధ్యయనం కనుగొంది, దీని ఫలితంగా స్టేటర్ యొక్క అంతర్గత వ్యాసార్థం తగ్గుతుంది, అయితే సమారియం కోబాల్ట్‌ను ఉపయోగించి స్టేటర్ లోపలి వ్యాసార్థం శాశ్వతంగా ఉంటుంది. మాగ్నెట్ రోటర్ పదార్థం పెద్దది.NdFeBలో ప్రభావవంతమైన రాగి నష్టం 8.124% తగ్గిందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థంగా సమారియం కోబాల్ట్ కోసం, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సైనూసోయిడల్ వైవిధ్యంగా ఉంటుంది.సాధారణంగా, శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్‌ల రూపకల్పన మరియు నిర్మాణం అధిక-పనితీరు గల మోటారును పొందేందుకు స్టేటర్ మరియు రోటర్ నిర్మాణం రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

ముగింపులో

శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ (PMSM) అనేది అయస్కాంతీకరణ కోసం అధిక అయస్కాంత పదార్థాలను ఉపయోగించే ఒక సింక్రోనస్ మోటార్, మరియు అధిక సామర్థ్యం, ​​సాధారణ నిర్మాణం మరియు సులభమైన నియంత్రణ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.ఈ శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ ట్రాక్షన్, ఆటోమోటివ్, రోబోటిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్ టెక్నాలజీలో అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉంది.అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి అంకితమైన స్టేటర్ పవర్ లేనందున శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్‌ల శక్తి సాంద్రత అదే రేటింగ్‌లోని ఇండక్షన్ మోటార్‌ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది..

ప్రస్తుతం, PMSM రూపకల్పనకు అధిక శక్తి మాత్రమే కాకుండా, తక్కువ ద్రవ్యరాశి మరియు తక్కువ జడత్వం కూడా అవసరం.