1970 के दशक में दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबक पदार्थों के विकास के साथ, दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबक मोटरों का आविष्कार हुआ। स्थायी चुंबक मोटरें उत्तेजना के लिए दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबकों का उपयोग करती हैं, और स्थायी चुंबक चुंबकन के बाद स्थायी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकते हैं। इनका उत्तेजना प्रदर्शन उत्कृष्ट है, और स्थिरता, गुणवत्ता और हानि न्यूनीकरण के मामले में ये विद्युत उत्तेजना मोटरों से बेहतर हैं, जिसने पारंपरिक मोटर बाजार को हिलाकर रख दिया है।

हाल के वर्षों में, आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेज़ी से विकास के साथ, विद्युत चुम्बकीय पदार्थों, विशेष रूप से दुर्लभ-पृथ्वी विद्युत चुम्बकीय पदार्थों, के प्रदर्शन और प्रौद्योगिकी में धीरे-धीरे सुधार हुआ है। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, पावर ट्रांसमिशन तकनीक और स्वचालित नियंत्रण तकनीक के तेज़ी से विकास के साथ, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों का प्रदर्शन बेहतर और बेहतर होता जा रहा है।

इसके अलावा, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों में हल्के वजन, सरल संरचना, छोटे आकार, अच्छी विशेषताओं और उच्च शक्ति घनत्व जैसे लाभ होते हैं। कई वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान और उद्यम सक्रिय रूप से स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों के अनुसंधान और विकास में लगे हुए हैं, और उनके अनुप्रयोग क्षेत्रों का और विस्तार किया जाएगा।

1.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का विकास आधार

क.उच्च प्रदर्शन दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री का अनुप्रयोग

दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबक पदार्थ तीन चरणों से गुज़रे हैं: SmCo5, Sm2Co17, और Nd2Fe14B। वर्तमान में, NdFeB द्वारा दर्शाए गए स्थायी चुंबक पदार्थ अपने उत्कृष्ट चुंबकीय गुणों के कारण दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबक पदार्थों का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार बन गए हैं। स्थायी चुंबक पदार्थों के विकास ने स्थायी चुंबक मोटरों के विकास को प्रेरित किया है।

विद्युत उत्तेजन वाली पारंपरिक त्रि-चरण प्रेरण मोटर की तुलना में, स्थायी चुंबक विद्युत उत्तेजन ध्रुव का स्थान लेता है, संरचना को सरल बनाता है, रोटर के स्लिप रिंग और ब्रश को हटाता है, ब्रश रहित संरचना को साकार करता है, और रोटर के आकार को छोटा करता है। इससे मोटर की शक्ति घनत्व, टॉर्क घनत्व और कार्य कुशलता में सुधार होता है, और मोटर छोटी और हल्की हो जाती है, जिससे इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का और विस्तार होता है और उच्च शक्ति की ओर विद्युत मोटरों के विकास को बढ़ावा मिलता है।

b.नए नियंत्रण सिद्धांत का अनुप्रयोग

हाल के वर्षों में, नियंत्रण एल्गोरिदम का तेज़ी से विकास हुआ है। उनमें से, वेक्टर नियंत्रण एल्गोरिदम ने एसी मोटरों की ड्राइविंग रणनीति समस्या को सैद्धांतिक रूप से हल कर दिया है, जिससे एसी मोटरों का नियंत्रण प्रदर्शन बेहतर हो गया है। प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण के उद्भव ने नियंत्रण संरचना को सरल बना दिया है, और इसमें पैरामीटर परिवर्तनों के लिए मज़बूत सर्किट प्रदर्शन और तेज़ टॉर्क गतिशील प्रतिक्रिया गति जैसी विशेषताएँ हैं। अप्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण तकनीक कम गति पर प्रत्यक्ष टॉर्क के बड़े टॉर्क स्पंदन की समस्या का समाधान करती है, और मोटर की गति और नियंत्रण सटीकता में सुधार करती है।

c.उच्च प्रदर्शन वाले पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रोसेसरों का अनुप्रयोग

आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक सूचना उद्योग और पारंपरिक उद्योगों के बीच एक महत्वपूर्ण इंटरफ़ेस है, और कमज़ोर धारा और नियंत्रित प्रबल धारा के बीच एक सेतु है। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक का विकास ड्राइव नियंत्रण रणनीतियों को साकार करने में सक्षम बनाता है।

1970 के दशक में, सामान्य प्रयोजन वाले इन्वर्टरों की एक श्रृंखला सामने आई, जो औद्योगिक आवृत्ति शक्ति को निरंतर समायोज्य आवृत्ति के साथ परिवर्तनीय आवृत्ति शक्ति में परिवर्तित कर सकते थे, जिससे एसी शक्ति के परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन के लिए परिस्थितियाँ निर्मित हुईं। इन इन्वर्टरों में आवृत्ति निर्धारित होने के बाद सॉफ्ट स्टार्ट क्षमता होती है, और आवृत्ति एक निश्चित दर पर शून्य से निर्धारित आवृत्ति तक बढ़ सकती है, और बढ़ती दर को एक विस्तृत श्रृंखला में लगातार समायोजित किया जा सकता है, जिससे सिंक्रोनस मोटर्स की स्टार्टिंग समस्या का समाधान होता है।

2.देश और विदेश में स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स की विकास स्थिति

इतिहास में पहली मोटर एक स्थायी चुंबक मोटर थी। उस समय, स्थायी चुंबक पदार्थों का प्रदर्शन अपेक्षाकृत खराब था, और स्थायी चुंबकों का निरोधक बल और अवशिष्टता बहुत कम थी, इसलिए उन्हें जल्द ही विद्युत उत्तेजन मोटरों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया।

1970 के दशक में, NdFeB द्वारा दर्शाए गए दुर्लभ मृदा स्थायी चुंबक पदार्थों में अत्यधिक निरोधक बल, अवशिष्टता, प्रबल विचुंबकन क्षमता और विशाल चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन था, जिसके कारण उच्च-शक्ति स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर इतिहास के पटल पर उभरे। अब, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों पर अनुसंधान अधिकाधिक परिपक्व होता जा रहा है, और उच्च गति, उच्च बलाघूर्ण, उच्च शक्ति और उच्च दक्षता की ओर विकसित हो रहा है।

हाल के वर्षों में, घरेलू विद्वानों और सरकार के मजबूत निवेश के साथ, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों का तेजी से विकास हुआ है। माइक्रो-कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों का विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। समाज की प्रगति के साथ, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों के लिए लोगों की आवश्यकताएं अधिक कठोर हो गई हैं, जिससे स्थायी चुंबक मोटरों का विकास एक बड़ी गति नियंत्रण सीमा और उच्च परिशुद्धता नियंत्रण की ओर हुआ है। वर्तमान उत्पादन प्रक्रियाओं में सुधार के कारण, उच्च-प्रदर्शन स्थायी चुंबक सामग्री का और विकास हुआ है। इससे इसकी लागत बहुत कम हो गई है और धीरे-धीरे इसका उपयोग जीवन के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाने लगा है।

3. वर्तमान तकनीक

क. स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर डिजाइन प्रौद्योगिकी

साधारण विद्युत उत्तेजन मोटरों की तुलना में, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों में कोई विद्युत उत्तेजन वाइंडिंग, संग्राहक रिंग और उत्तेजन कैबिनेट नहीं होते हैं, जो न केवल स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करते हैं, बल्कि दक्षता में भी सुधार करते हैं।

उनमें से, अंतर्निहित स्थायी चुंबक मोटर्स में उच्च दक्षता, उच्च शक्ति कारक, उच्च इकाई शक्ति घनत्व, मजबूत कमजोर चुंबकीय गति विस्तार क्षमता और तेज गतिशील प्रतिक्रिया गति के फायदे हैं, जो उन्हें ड्राइविंग मोटर्स के लिए एक आदर्श विकल्प बनाते हैं।

स्थायी चुम्बक स्थायी चुम्बक मोटरों का संपूर्ण उत्तेजन चुम्बकीय क्षेत्र प्रदान करते हैं, और कॉगिंग टॉर्क संचालन के दौरान मोटर के कंपन और शोर को बढ़ा देगा। अत्यधिक कॉगिंग टॉर्क मोटर गति नियंत्रण प्रणाली के कम गति प्रदर्शन और स्थिति नियंत्रण प्रणाली की उच्च-सटीक स्थिति निर्धारण को प्रभावित करेगा। इसलिए, मोटर को डिज़ाइन करते समय, मोटर अनुकूलन के माध्यम से कॉगिंग टॉर्क को यथासंभव कम किया जाना चाहिए।

शोध के अनुसार, कॉगिंग टॉर्क को कम करने के सामान्य तरीकों में पोल ​​आर्क गुणांक को बदलना, स्टेटर के स्लॉट की चौड़ाई को कम करना, तिरछा स्लॉट और पोल स्लॉट का मिलान करना, चुंबकीय ध्रुव की स्थिति, आकार और आकृति को बदलना आदि शामिल हैं। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कॉगिंग टॉर्क को कम करने से मोटर के अन्य प्रदर्शन पर भी असर पड़ सकता है, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय टॉर्क में भी कमी आ सकती है। इसलिए, डिज़ाइन करते समय, सर्वोत्तम मोटर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए विभिन्न कारकों को यथासंभव संतुलित किया जाना चाहिए।

b.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर सिमुलेशन प्रौद्योगिकी

स्थायी चुंबक मोटरों में स्थायी चुंबकों की उपस्थिति डिजाइनरों के लिए मापदंडों की गणना करना कठिन बना देती है, जैसे कि बिना भार वाले रिसाव प्रवाह गुणांक और ध्रुव चाप गुणांक का डिज़ाइन। आमतौर पर, स्थायी चुंबक मोटरों के मापदंडों की गणना और अनुकूलन के लिए परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जाता है। परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ़्टवेयर मोटर मापदंडों की गणना बहुत सटीक रूप से कर सकता है, और प्रदर्शन पर मोटर मापदंडों के प्रभाव का विश्लेषण करने के लिए इसका उपयोग करना बहुत विश्वसनीय है।

परिमित तत्व गणना विधि हमारे लिए मोटरों के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की गणना और विश्लेषण को आसान, तेज़ और अधिक सटीक बनाती है। यह अंतर विधि के आधार पर विकसित एक संख्यात्मक विधि है और विज्ञान एवं इंजीनियरिंग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। गणितीय विधियों का उपयोग करके कुछ सतत समाधान डोमेन को इकाइयों के समूहों में विभाजित करें, और फिर प्रत्येक इकाई में प्रक्षेप करें। इस प्रकार, एक रैखिक प्रक्षेप फलन बनता है, अर्थात, परिमित तत्वों का उपयोग करके एक अनुमानित फलन का अनुकरण और विश्लेषण किया जाता है, जो हमें मोटर के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा और चुंबकीय फ्लक्स घनत्व के वितरण का सहज रूप से निरीक्षण करने की अनुमति देता है।

c.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर नियंत्रण प्रौद्योगिकी

मोटर ड्राइव सिस्टम के प्रदर्शन में सुधार औद्योगिक नियंत्रण क्षेत्र के विकास के लिए भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह सिस्टम को सर्वोत्तम प्रदर्शन पर चलाने में सक्षम बनाता है। इसकी मूल विशेषताएँ कम गति में परिलक्षित होती हैं, विशेष रूप से तेज़ स्टार्ट-अप, स्थिर त्वरण आदि के मामले में, यह एक बड़ा टॉर्क आउटपुट कर सकता है; और उच्च गति पर ड्राइविंग करते समय, यह एक विस्तृत श्रृंखला में निरंतर शक्ति गति नियंत्रण प्राप्त कर सकता है। तालिका 1 कई प्रमुख मोटरों के प्रदर्शन की तुलना करती है।

जैसा कि तालिका 1 से देखा जा सकता है, स्थायी चुंबक मोटरों में अच्छी विश्वसनीयता, विस्तृत गति सीमा और उच्च दक्षता होती है। यदि इन्हें संबंधित नियंत्रण विधियों के साथ संयोजित किया जाए, तो संपूर्ण मोटर प्रणाली सर्वोत्तम प्रदर्शन प्राप्त कर सकती है। इसलिए, कुशल गति नियंत्रण प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त नियंत्रण एल्गोरिथम का चयन आवश्यक है, ताकि मोटर ड्राइव प्रणाली अपेक्षाकृत विस्तृत गति नियंत्रण क्षेत्र और स्थिर शक्ति सीमा में कार्य कर सके।

स्थायी चुंबक मोटर गति नियंत्रण एल्गोरिथम में वेक्टर नियंत्रण विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके व्यापक गति नियंत्रण रेंज, उच्च दक्षता, उच्च विश्वसनीयता, अच्छी स्थिरता और अच्छे आर्थिक लाभ जैसे लाभ हैं। इसका व्यापक रूप से मोटर ड्राइव, रेल परिवहन और मशीन टूल सर्वो में उपयोग किया जाता है। विभिन्न उपयोगों के कारण, वर्तमान में अपनाई जाने वाली वेक्टर नियंत्रण रणनीतियाँ भी भिन्न हैं।

4.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर की विशेषताएँ

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर की संरचना सरल, हानि कम और शक्ति गुणांक उच्च होता है। विद्युत उत्तेजन मोटर की तुलना में, क्योंकि इसमें ब्रश, कम्यूटेटर आदि नहीं होते, प्रतिक्रियाशील उत्तेजन धारा की आवश्यकता नहीं होती, इसलिए स्टेटर धारा और प्रतिरोध हानि कम होती है, दक्षता अधिक होती है, उत्तेजन बल आघूर्ण बड़ा होता है, और नियंत्रण प्रदर्शन बेहतर होता है। हालाँकि, उच्च लागत और स्टार्ट-अप कठिनाई जैसे नुकसान भी हैं। मोटरों में नियंत्रण प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग, विशेष रूप से वेक्टर नियंत्रण प्रणालियों के अनुप्रयोग के कारण, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर व्यापक गति विनियमन, तीव्र गतिशील प्रतिक्रिया और उच्च-सटीक स्थिति नियंत्रण प्राप्त कर सकते हैं, इसलिए स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर व्यापक अनुसंधान के लिए अधिक लोगों को आकर्षित करेंगे।

5.अनहुई मिंगटेंग स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर की तकनीकी विशेषताएं

क. मोटर में उच्च पावर फैक्टर और पावर ग्रिड का उच्च गुणवत्ता कारक होता है। किसी पावर फैक्टर कम्पेसाटर की आवश्यकता नहीं होती है, और सबस्टेशन उपकरण की क्षमता का पूर्ण उपयोग किया जा सकता है;

ख. स्थायी चुंबक मोटर स्थायी चुंबकों द्वारा उत्तेजित होती है और समकालिक रूप से संचालित होती है। इसमें गति स्पंदन नहीं होता है, और पंखे और पंप चलाते समय पाइपलाइन प्रतिरोध नहीं बढ़ता है;

सी. स्थायी चुंबक मोटर को आवश्यकतानुसार उच्च प्रारंभिक टॉर्क (3 गुना से अधिक) और उच्च अधिभार क्षमता के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है, इस प्रकार "बड़ा घोड़ा छोटी गाड़ी खींचता है" की घटना को हल किया जा सकता है;

घ. साधारण अतुल्यकालिक मोटर की प्रतिक्रियाशील धारा सामान्यतः निर्धारित धारा की लगभग 0.5-0.7 गुना होती है। मिंगटेंग स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर को उत्तेजन धारा की आवश्यकता नहीं होती। स्थायी चुंबक मोटर और अतुल्यकालिक मोटर की प्रतिक्रियाशील धारा लगभग 50% भिन्न होती है, और वास्तविक प्रचालन धारा अतुल्यकालिक मोटर की तुलना में लगभग 15% कम होती है;

ई. मोटर को सीधे शुरू करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, और बाहरी स्थापना आयाम वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अतुल्यकालिक मोटर्स के समान हैं, जो अतुल्यकालिक मोटर्स को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकते हैं;

च. ड्राइवर को जोड़ने से अच्छी गतिशील प्रतिक्रिया और बेहतर बिजली बचत प्रभाव के साथ सॉफ्ट स्टार्ट, सॉफ्ट स्टॉप और स्टेपलेस स्पीड विनियमन प्राप्त किया जा सकता है;

छ. मोटर में कई टोपोलॉजिकल संरचनाएं होती हैं, जो एक विस्तृत श्रृंखला में और चरम स्थितियों में यांत्रिक उपकरणों की मूलभूत आवश्यकताओं को सीधे पूरा करती हैं;

एच. सिस्टम दक्षता में सुधार करने, ट्रांसमिशन श्रृंखला को छोटा करने और रखरखाव लागत को कम करने के लिए, उच्च और निम्न गति प्रत्यक्ष ड्राइव स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स को उपयोगकर्ताओं की उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन और निर्मित किया जा सकता है।

अनहुई मिंगटेंग स्थायी-चुंबकीय मशीनरी और विद्युत उपकरण कं, लिमिटेड (https://www.mingtengmotor.com/) की स्थापना 2007 में हुई थी। यह एक उच्च तकनीक वाला उद्यम है जो अति-उच्च दक्षता वाले स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों के अनुसंधान एवं विकास, उत्पादन और बिक्री में विशेषज्ञता रखता है। कंपनी आधुनिक मोटर डिज़ाइन सिद्धांत, पेशेवर डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर और स्व-विकसित स्थायी चुंबक मोटर डिज़ाइन प्रोग्राम का उपयोग करके स्थायी चुंबक मोटर के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, द्रव क्षेत्र, तापमान क्षेत्र, प्रतिबल क्षेत्र आदि का अनुकरण करती है, चुंबकीय परिपथ संरचना का अनुकूलन करती है, मोटर की ऊर्जा दक्षता में सुधार करती है, और स्थायी चुंबक मोटर के विश्वसनीय उपयोग को मौलिक रूप से सुनिश्चित करती है।

कॉपीराइट: यह लेख WeChat के सार्वजनिक नंबर "मोटर एलायंस" का पुनर्मुद्रण है, मूल लिंकhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

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