مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹر کے ڈیزائن میں کن پیرامیٹرز پر توجہ دی جانی چاہئے؟

ان کی کمپیکٹینس اور اعلی ٹارک کثافت کی وجہ سے، مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹرز بہت سے صنعتی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، خاص طور پر سب میرین پروپلشن سسٹم جیسے ہائی پرفارمنس ڈرائیو سسٹمز کے لیے۔مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹروں کو جوش کے لیے سلپ رِنگز کے استعمال کی ضرورت نہیں ہوتی، روٹر کی دیکھ بھال اور نقصانات کو کم کرنا۔مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹرز انتہائی موثر اور اعلیٰ کارکردگی والے ڈرائیو سسٹم جیسے سی این سی مشین ٹولز، روبوٹکس اور صنعت میں خودکار پروڈکشن سسٹمز کے لیے موزوں ہیں۔

عام طور پر، مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹرز کے ڈیزائن اور تعمیر کو اعلی کارکردگی والی موٹر حاصل کرنے کے لیے سٹیٹر اور روٹر ڈھانچہ دونوں پر غور کرنا چاہیے۔

مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹر کی ساخت

ایئر گیپ مقناطیسی بہاؤ کثافت:غیر مطابقت پذیر موٹرز، وغیرہ کے ڈیزائن، مستقل مقناطیس روٹرز کے ڈیزائن اور سٹیٹر وائنڈنگز کو سوئچ کرنے کے لیے خصوصی تقاضوں کے استعمال کے مطابق طے کیا جاتا ہے۔اس کے علاوہ، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ اسٹیٹر ایک سلاٹڈ اسٹیٹر ہے۔ایئر گیپ فلوکس کثافت سٹیٹر کور کی سنترپتی کی طرف سے محدود ہے.خاص طور پر، چوٹی کے بہاؤ کی کثافت گیئر دانتوں کی چوڑائی تک محدود ہوتی ہے، جبکہ اسٹیٹر کا پچھلا حصہ زیادہ سے زیادہ کل بہاؤ کا تعین کرتا ہے۔

مزید برآں، قابل اجازت سنترپتی کی سطح درخواست پر منحصر ہے۔عام طور پر، اعلی کارکردگی والی موٹروں میں بہاؤ کی کثافت کم ہوتی ہے، جبکہ زیادہ سے زیادہ ٹارک کثافت کے لیے ڈیزائن کی گئی موٹروں میں بہاؤ کی کثافت زیادہ ہوتی ہے۔چوٹی ایئر گیپ فلوکس کثافت عام طور پر 0.7–1.1 ٹیسلا کی حد میں ہوتی ہے۔واضح رہے کہ یہ کل بہاؤ کی کثافت ہے، یعنی روٹر اور سٹیٹر کے بہاؤ کا مجموعہ۔اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر آرمچر ری ایکشن فورس کم ہے تو اس کا مطلب ہے کہ سیدھ کا ٹارک زیادہ ہے۔

تاہم، ایک بڑی ہچکچاہٹ ٹارک شراکت کو حاصل کرنے کے لیے، سٹیٹر ری ایکشن فورس بڑی ہونی چاہیے۔مشین کے پیرامیٹرز سے پتہ چلتا ہے کہ سیدھ میں ٹارک حاصل کرنے کے لیے بڑے ایم اور چھوٹے انڈکٹنس L کی ضرورت ہوتی ہے۔یہ عام طور پر بیس اسپیڈ سے نیچے آپریشن کے لیے موزوں ہے کیونکہ ہائی انڈکٹنس پاور فیکٹر کو کم کرتا ہے۔

مستقل مقناطیس مواد:

میگنےٹ بہت سے آلات میں ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں، لہذا، ان مواد کی کارکردگی کو بہتر بنانا بہت ضروری ہے، اور اس وقت توجہ نادر زمین اور منتقلی دھات پر مبنی مواد پر مرکوز ہے جو اعلی مقناطیسی خصوصیات کے ساتھ مستقل میگنےٹ حاصل کر سکتے ہیں۔ٹیکنالوجی پر منحصر ہے، میگنےٹ میں مختلف مقناطیسی اور مکینیکل خصوصیات ہیں اور مختلف سنکنرن مزاحمت کی نمائش کرتے ہیں۔

NdFeB (Nd2Fe14B) اور Samarium Cobalt (Sm1Co5 اور Sm2Co17) میگنےٹ آج دستیاب سب سے جدید تجارتی مستقل مقناطیس مواد ہیں۔نایاب زمینی میگنےٹ کے ہر طبقے کے اندر مختلف قسم کے درجات ہوتے ہیں۔NdFeB میگنےٹ کو 1980 کی دہائی کے اوائل میں تجارتی بنایا گیا تھا۔وہ آج بہت سے مختلف ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔اس مقناطیسی مواد کی قیمت (فی انرجی پروڈکٹ) فیرائٹ میگنےٹ کے مقابلے میں ہے، اور فی کلوگرام کی بنیاد پر، NdFeB میگنےٹس کی قیمت فیرائٹ میگنےٹ سے 10 سے 20 گنا زیادہ ہے۔

مستقل میگنےٹس کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والی کچھ اہم خصوصیات یہ ہیں: remanence (Mr)، جو مستقل مقناطیس کے مقناطیسی میدان کی طاقت کی پیمائش کرتی ہے، جبر کی قوت (Hcj)، مواد کی ڈی میگنیٹائزیشن کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت، توانائی کی مصنوعات (BHmax)، کثافت مقناطیسی توانائی ;کیوری درجہ حرارت (TC)، وہ درجہ حرارت جس پر مواد اپنی مقناطیسیت کھو دیتا ہے۔نیوڈیمیم میگنےٹس میں زیادہ ریماننس، زیادہ جبر اور توانائی کی پیداوار ہوتی ہے، لیکن عام طور پر کم کیوری درجہ حرارت کی قسم ہوتی ہے، نیوڈیمیم اعلی درجہ حرارت پر اپنی مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھنے کے لیے ٹربیئم اور ڈیسپروسیم کے ساتھ کام کرتا ہے۔

مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹر ڈیزائن

مستقل مقناطیس سنکرونس موٹر (PMSM) کے ڈیزائن میں، مستقل مقناطیس روٹر کی تعمیر سٹیٹر اور وائنڈنگز کی جیومیٹری کو تبدیل کیے بغیر تھری فیز انڈکشن موٹر کے سٹیٹر فریم پر مبنی ہے۔وضاحتیں اور جیومیٹری میں شامل ہیں: موٹر کی رفتار، تعدد، کھمبوں کی تعداد، سٹیٹر کی لمبائی، اندرونی اور بیرونی قطر، روٹر سلاٹس کی تعداد۔پی ایم ایس ایم کے ڈیزائن میں تانبے کا نقصان، بیک ای ایم ایف، آئرن کا نقصان اور خود اور باہمی انڈکٹنس، مقناطیسی بہاؤ، اسٹیٹر ریزسٹنس وغیرہ شامل ہیں۔

خود انڈکٹنس اور باہمی انڈکٹنس کا حساب:

انڈکٹنس L کو ہینریز (ایچ) میں بہاؤ پیدا کرنے والے کرنٹ I سے بہاؤ کے ربط کے تناسب کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، ویبر فی ایمپیئر کے برابر۔ایک انڈکٹر ایک ایسا آلہ ہے جو مقناطیسی میدان میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، جیسا کہ ایک کپیسیٹر برقی میدان میں توانائی ذخیرہ کرتا ہے۔انڈکٹرز عام طور پر کنڈلیوں پر مشتمل ہوتے ہیں، عام طور پر فیرائٹ یا فیرو میگنیٹک کور کے گرد زخم ہوتے ہیں، اور ان کی انڈکٹنس ویلیو صرف موصل کی جسمانی ساخت اور اس مواد کی پارگمیتا سے متعلق ہوتی ہے جس سے مقناطیسی بہاؤ گزرتا ہے۔

انڈکٹنس تلاش کرنے کے اقدامات درج ذیل ہیں:1. فرض کریں کہ کنڈکٹر میں کرنٹ I ہے۔2. Biot-Savart کا قانون یا Ampere's loop Law (اگر دستیاب ہو) استعمال کریں تاکہ یہ تعین کیا جا سکے کہ B کافی حد تک ہم آہنگ ہے۔3. تمام سرکٹس کو جوڑنے والے کل بہاؤ کا حساب لگائیں۔4. فلوکس لنکیج حاصل کرنے کے لیے کل مقناطیسی بہاؤ کو لوپس کی تعداد سے ضرب دیں، اور مطلوبہ پیرامیٹرز کا جائزہ لے کر مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹر کے ڈیزائن کو انجام دیں۔

تحقیق سے پتا چلا ہے کہ NdFeB کو AC مستقل مقناطیس روٹر مواد کے طور پر استعمال کرنے کے ڈیزائن نے ہوا کے خلاء میں پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ میں اضافہ کیا، جس کے نتیجے میں سٹیٹر کے اندرونی رداس میں کمی واقع ہوئی، جبکہ سٹیٹر کا اندرونی رداس سماریم کوبالٹ کا استعمال کرتے ہوئے مستقل مقناطیس روٹر مواد بڑا تھا.نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ NdFeB میں تانبے کے مؤثر نقصان میں 8.124٪ کی کمی واقع ہوئی ہے۔ساماریئم کوبالٹ کے لیے ایک مستقل مقناطیسی مواد کے طور پر، مقناطیسی بہاؤ ایک سائنوسائیڈل تغیر ہوگا۔عام طور پر، مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹرز کے ڈیزائن اور تعمیر کو اعلی کارکردگی والی موٹر حاصل کرنے کے لیے سٹیٹر اور روٹر ڈھانچہ دونوں پر غور کرنا چاہیے۔

آخر میں

مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹر (PMSM) ایک ہم وقت ساز موٹر ہے جو میگنیٹائزیشن کے لیے اعلیٰ مقناطیسی مواد استعمال کرتی ہے، اور اس میں اعلی کارکردگی، سادہ ساخت اور آسان کنٹرول کی خصوصیات ہیں۔اس مستقل مقناطیس کی ہم وقت ساز موٹر میں کرشن، آٹوموٹو، روبوٹکس، اور ایرو اسپیس ٹیکنالوجی میں ایپلی کیشنز ہیں۔مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹروں کی طاقت کی کثافت اسی درجہ بندی کی انڈکشن موٹرز سے زیادہ ہے کیونکہ مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لیے کوئی اسٹیٹر پاور نہیں ہے۔.

فی الحال، PMSM کے ڈیزائن کے لیے نہ صرف اعلیٰ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، بلکہ اس کے ساتھ ساتھ کمیت اور جڑت کے کم لمحے کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔