1970 के दशक में दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री के विकास के साथ, दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर अस्तित्व में आई। स्थायी चुंबक मोटर उत्तेजना के लिए दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक का उपयोग करते हैं, और स्थायी चुंबक चुंबकत्व के बाद स्थायी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकते हैं। इसका उत्तेजना प्रदर्शन उत्कृष्ट है, और यह स्थिरता, गुणवत्ता और हानि में कमी के मामले में इलेक्ट्रिक उत्तेजना मोटर्स से बेहतर है, जिसने पारंपरिक मोटर बाजार को हिला दिया है।

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

इसके अलावा, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स में हल्के वजन, सरल संरचना, छोटे आकार, अच्छी विशेषताओं और उच्च शक्ति घनत्व के फायदे हैं। कई वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान और उद्यम सक्रिय रूप से स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स के अनुसंधान और विकास को आगे बढ़ा रहे 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 पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री तीन चरणों से गुज़री है: SmCo5, Sm2Co17, और Nd2Fe14B। वर्तमान में, NdFeB द्वारा दर्शाए गए स्थायी चुंबक सामग्री अपने उत्कृष्ट चुंबकीय गुणों के कारण दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार बन गए हैं। स्थायी चुंबक सामग्री के विकास ने स्थायी चुंबक मोटर्स के विकास को प्रेरित किया है।

विद्युत उत्तेजना के साथ पारंपरिक तीन-चरण प्रेरण मोटर की तुलना में, स्थायी चुंबक विद्युत उत्तेजना ध्रुव की जगह लेता है, संरचना को सरल बनाता है, रोटर की स्लिप रिंग और ब्रश को समाप्त करता है, ब्रशलेस संरचना को साकार करता है, और रोटर के आकार को कम करता है। यह मोटर की शक्ति घनत्व, टोक़ घनत्व और कार्य कुशलता में सुधार करता है, और मोटर को छोटा और हल्का बनाता है, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का और विस्तार करता है और उच्च शक्ति की ओर इलेक्ट्रिक मोटर्स के विकास को बढ़ावा देता है।

b.नए नियंत्रण सिद्धांत का अनुप्रयोग

हाल के वर्षों में, नियंत्रण एल्गोरिदम तेजी से विकसित हुए हैं। उनमें से, वेक्टर नियंत्रण एल्गोरिदम ने एसी मोटर्स की ड्राइविंग रणनीति समस्या को सैद्धांतिक रूप से हल कर दिया है, जिससे एसी मोटर्स का नियंत्रण प्रदर्शन अच्छा हो गया है। प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण के उद्भव ने नियंत्रण संरचना को सरल बना दिया है, और इसमें पैरामीटर परिवर्तनों और तेज़ टॉर्क डायनेमिक प्रतिक्रिया गति के लिए मजबूत सर्किट प्रदर्शन की विशेषताएं हैं। अप्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण तकनीक कम गति पर प्रत्यक्ष टॉर्क के बड़े टॉर्क स्पंदन की समस्या को हल 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 प्रौद्योगिकी सूचना उद्योग और पारंपरिक उद्योगों के बीच एक महत्वपूर्ण इंटरफ़ेस है, और कमज़ोर धारा और नियंत्रित मजबूत धारा के बीच एक पुल है। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी का विकास ड्राइव नियंत्रण रणनीतियों की प्राप्ति को सक्षम बनाता है।

1970 के दशक में, सामान्य प्रयोजन के इनवर्टर की एक श्रृंखला सामने आई, जो औद्योगिक आवृत्ति शक्ति को निरंतर समायोज्य आवृत्ति के साथ परिवर्तनीय आवृत्ति शक्ति में परिवर्तित कर सकती थी, इस प्रकार एसी पावर के परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन के लिए स्थितियां पैदा कर सकती थी। इन इन्वर्टर में आवृत्ति सेट होने के बाद सॉफ्ट स्टार्ट क्षमता होती है, और आवृत्ति एक निश्चित दर पर शून्य से सेट आवृत्ति तक बढ़ सकती है, और बढ़ती दर को एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर लगातार समायोजित किया जा सकता है, जिससे सिंक्रोनस मोटर्स की शुरुआती समस्या हल हो जाती 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 सामग्री का प्रदर्शन अपेक्षाकृत खराब था, और स्थायी चुंबक का बाध्यकारी बल और अवशेष बहुत कम था, इसलिए उन्हें जल्द ही इलेक्ट्रिक उत्तेजना मोटर्स द्वारा बदल दिया गया।

1970 के दशक में, NdFeB द्वारा दर्शाए गए दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री में महान बल, अवशिष्टता, मजबूत विचुंबकीकरण क्षमता और बड़े चुंबकीय ऊर्जा उत्पाद थे, जिसने उच्च शक्ति वाले स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स को इतिहास के मंच पर दिखाई दिया। अब, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स पर शोध अधिक से अधिक परिपक्व हो रहा है, और उच्च गति, उच्च टोक़, 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 मोटर्स तेजी से विकसित हुए हैं। माइक्रो कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स का विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। समाज की प्रगति के कारण, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स के लिए लोगों की आवश्यकताएं अधिक कठोर हो गई हैं, जिससे स्थायी चुंबक मोटर्स को एक बड़ी गति विनियमन सीमा और उच्च परिशुद्धता नियंत्रण की ओर विकसित होने के लिए प्रेरित किया गया है। वर्तमान उत्पादन प्रक्रियाओं के सुधार के कारण, उच्च प्रदर्शन वाले स्थायी चुंबक सामग्री को और विकसित किया गया है। यह इसकी लागत को बहुत कम करता है और धीरे-धीरे इसे जीवन के विभिन्न क्षेत्रों में लागू करता है।

3. वर्तमान प्रौद्योगिकी

क. स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर डिजाइन प्रौद्योगिकी

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

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 चुंबक स्थायी चुंबक मोटर के संपूर्ण उत्तेजना चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करते हैं, और कॉगिंग टॉर्क संचालन के दौरान मोटर के कंपन और शोर को बढ़ाएगा। अत्यधिक कॉगिंग टॉर्क मोटर गति नियंत्रण प्रणाली के कम गति प्रदर्शन और स्थिति नियंत्रण प्रणाली की उच्च परिशुद्धता स्थिति को प्रभावित करेगा। इसलिए, मोटर को डिजाइन 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 की स्लॉट चौड़ाई को कम करना, तिरछा स्लॉट और पोल स्लॉट का मिलान करना, चुंबकीय ध्रुव की स्थिति, आकार और आकृति को बदलना आदि शामिल हैं। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कॉगिंग टॉर्क को कम करने पर, यह मोटर के अन्य प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय टॉर्क तदनुसार कम हो सकता है। इसलिए, डिजाइन 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 मुश्किल बना देती है, जैसे कि नो-लोड लीकेज फ्लक्स गुणांक और पोल आर्क गुणांक का डिज़ाइन। आम तौर पर, परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ़्टवेयर का उपयोग स्थायी चुंबक मोटरों के मापदंडों की गणना और अनुकूलन के लिए 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 पद्धति हमारे लिए मोटरों के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की गणना और विश्लेषण करना आसान, तेज़ और अधिक सटीक बनाती है। यह अंतर विधि के आधार पर विकसित एक संख्यात्मक विधि है और इसका व्यापक रूप से विज्ञान और इंजीनियरिंग में उपयोग किया गया है। कुछ निरंतर समाधान डोमेन को इकाइयों के समूहों में विभाजित करने के लिए गणितीय विधियों का उपयोग करें, और फिर प्रत्येक इकाई में प्रक्षेप करें। इस तरह, एक रैखिक प्रक्षेप फ़ंक्शन बनता है, अर्थात, परिमित तत्वों का उपयोग करके एक अनुमानित फ़ंक्शन का अनुकरण और विश्लेषण किया जाता है, जो हमें मोटर के अंदर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा और चुंबकीय प्रवाह घनत्व के वितरण को सहज रूप से देखने की अनुमति देता है।

सी.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर नियंत्रण प्रौद्योगिकी

मोटर ड्राइव सिस्टम के प्रदर्शन में सुधार करना औद्योगिक नियंत्रण क्षेत्र के विकास के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण है। यह सिस्टम को सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन पर चलाने में सक्षम बनाता है। इसकी बुनियादी विशेषताएं 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 जब उच्च गति पर ड्राइविंग करते हैं, तो यह एक विस्तृत श्रृंखला में निरंतर शक्ति गति नियंत्रण प्राप्त कर सकता है। तालिका 1 कई प्रमुख मोटर्स के प्रदर्शन की तुलना करती है।

जैसा कि तालिका 1 से देखा जा सकता है, स्थायी चुंबक मोटर में अच्छी विश्वसनीयता, विस्तृत गति सीमा और उच्च दक्षता होती है। यदि संबंधित नियंत्रण विधि के साथ संयुक्त किया जाए, तो संपूर्ण मोटर प्रणाली सर्वोत्तम प्रदर्शन प्राप्त कर सकती है। इसलिए, कुशल गति विनियमन प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त नियंत्रण एल्गोरिदम का चयन करना आवश्यक है, ताकि मोटर ड्राइव सिस्टम अपेक्षाकृत व्यापक गति विनियमन क्षेत्र और निरंतर शक्ति सीमा में काम कर सके।

स्थायी चुंबक मोटर गति नियंत्रण एल्गोरिथ्म में वेक्टर नियंत्रण विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसमें व्यापक गति विनियमन सीमा, उच्च दक्षता, उच्च विश्वसनीयता, अच्छी स्थिरता और अच्छे आर्थिक लाभ के फायदे 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 रणनीति भी अलग है।

4.स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर की विशेषताएं

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर में एक सरल संरचना, कम नुकसान और उच्च शक्ति कारक होता है। इलेक्ट्रिक उत्तेजना मोटर की तुलना में, क्योंकि कोई ब्रश, कम्यूटेटर और अन्य डिवाइस नहीं हैं, कोई प्रतिक्रियाशील उत्तेजना वर्तमान की आवश्यकता नहीं है, इसलिए स्टेटर वर्तमान और प्रतिरोध हानि छोटी है, दक्षता अधिक है, उत्तेजना टोक़ बड़ा है, और नियंत्रण प्रदर्शन बेहतर है। हालांकि, उच्च लागत और शुरू करने में कठिनाई जैसे नुकसान हैं। मोटर्स में नियंत्रण प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग के कारण, विशेष रूप से वेक्टर नियंत्रण प्रणालियों के अनुप्रयोग, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स व्यापक रेंज गति विनियमन, तेज गतिशील प्रतिक्रिया और उच्च परिशुद्धता स्थिति नियंत्रण प्राप्त कर सकते हैं, इसलिए स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स व्यापक अनुसंधान करने के लिए अधिक लोगों को आकर्षित करेंगे।

5.अनहुई मिंगटेंग स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर की तकनीकी विशेषताएं

ए. 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 पूरा उपयोग किया जा सकता है;

बी. स्थायी चुंबक मोटर स्थायी चुंबकों द्वारा उत्तेजित होती है और समकालिक रूप से संचालित होती है। कोई गति स्पंदन नहीं होता है, और पंखे और पंप चलाते समय पाइपलाइन प्रतिरोध में वृद्धि नहीं होती है;

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

d. साधारण अतुल्यकालिक मोटर की प्रतिक्रियाशील धारा आम तौर पर रेटेड धारा का लगभग 0.5-0.7 गुना होती है। मिंगटेंग स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर को उत्तेजना धारा की आवश्यकता नहीं होती है। स्थायी चुंबक मोटर और अतुल्यकालिक मोटर की प्रतिक्रियाशील धारा लगभग 50% भिन्न होती है, और वास्तविक ऑपरेटिंग 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 एसिंक्रोनस मोटर्स के समान हैं, जो एसिंक्रोनस मोटर्स को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकते हैं;

च. ड्राइवर जोड़ने से सॉफ्ट स्टार्ट, सॉफ्ट स्टॉप और स्टेपलेस स्पीड विनियमन प्राप्त किया जा सकता है, साथ ही अच्छी गतिशील प्रतिक्रिया और बेहतर बिजली बचत प्रभाव भी 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 मौलिक 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 उद्यम है जो अल्ट्रा-हाई दक्षता वाले स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स के अनुसंधान और विकास, उत्पादन और बिक्री में विशेषज्ञता रखता है। कंपनी स्थायी चुंबक मोटर के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, द्रव क्षेत्र, तापमान क्षेत्र, तनाव क्षेत्र आदि का अनुकरण करने, चुंबकीय सर्किट संरचना को अनुकूलित करने, मोटर की ऊर्जा दक्षता के स्तर में सुधार करने और मूल रूप से स्थायी चुंबक मोटर के विश्वसनीय उपयोग को सुनिश्चित करने के लिए आधुनिक मोटर डिजाइन सिद्धांत, पेशेवर डिजाइन सॉफ्टवेयर और स्वयं विकसित स्थायी चुंबक मोटर डिजाइन कार्यक्रम का उपयोग करती है।

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

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