एक स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर और इसकी कार्यप्रणाली क्या है

एक विद्युत प्रणाली में, तुल्यकालिक मोटर्स सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली स्थिर-अवस्था 3-चरण एसी मोटर्स हैं, जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस प्रकार की मोटर समकालिक गति से संचालित होती है, जो स्थिर होती है और यह आपूर्ति आवृत्ति के साथ समकालिक होती है और रोटेशन की अवधि अभिन्न संख्या के बराबर होती है। एसी साइकिल के। इसका मतलब है कि मोटर की गति घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के बराबर है। इस प्रकार की मोटर मुख्य रूप से उपयोग की जाती है पावर सिस्टम्स पावर फैक्टर को बेहतर बनाने के लिए। गैर-उत्साहित और डीसी उत्साहित सिंक्रोनस मोटर्स हैं, जो मोटर की चुंबकीय शक्ति के अनुसार काम करते हैं। अनिच्छा मोटर्स, हिस्टैरिसीस मोटर्स, और स्थायी चुंबक मोटर्स गैर-उत्साहित सिंक्रोनस मोटर्स हैं। यह लेख एक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के काम के बारे में है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर क्या है?

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स एसी सिंक्रोनस मोटर्स के प्रकारों में से एक है, जहां क्षेत्र स्थायी मैग्नेट द्वारा उत्साहित होता है जो साइनसॉइडल वापस ईएमएफ उत्पन्न करता है। यह एक रोटर और स्टेटर उसी के रूप में शामिल है इंडक्शन मोटर , लेकिन एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए रोटर के रूप में एक स्थायी चुंबक का उपयोग किया जाता है। इसलिए क्षेत्र पर घाव भरने की कोई जरूरत नहीं है रोटर । इसे 3-चरण ब्रशलेस स्थायी साइन वेव मोटर के रूप में भी जाना जाता है। स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर आरेख नीचे दिखाया गया है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर थ्योरी

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स पारंपरिक मोटर्स की तुलना में बहुत कुशल, ब्रश रहित, बहुत तेज, सुरक्षित और उच्च गतिशील प्रदर्शन देते हैं। यह चिकनी टॉर्क, कम शोर और मुख्य रूप से हाई-स्पीड एप्लिकेशन जैसे के लिए उपयोग किया जाता है रोबोटिक । यह एक 3-चरण एसी सिंक्रोनस मोटर है जो कि लागू एसी स्रोत के साथ सिंक्रोनस गति से चलती है।

रोटर के लिए घुमावदार का उपयोग करने के बजाय, एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए स्थायी मैग्नेट लगाए जाते हैं। जैसा कि डीसी स्रोत की आपूर्ति नहीं है, ये मोटरों के प्रकार बहुत सरल और कम लागत वाले हैं। इसमें एक स्टेटर होता है, जिस पर 3 विंडिंग लगाई जाती हैं और एक रोटर होता है, जिसमें एक स्थायी चुंबक होता है, जो फील्ड पोल बनाने के लिए होता है। 3-चरण इनपुट एसी की आपूर्ति स्टेटर को काम शुरू करने के लिए दी जाती है।

काम करने का सिद्धांत

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर काम सिद्धांत तुल्यकालिक मोटर के समान है। यह घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करता है जो तुल्यकालिक गति से इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करता है। जब स्टेटर वाइंडिंग को 3-चरण की आपूर्ति देकर सक्रिय किया जाता है, तो हवा के अंतराल के बीच एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है।

यह रोटर का निर्माण करता है जब रोटर क्षेत्र के ध्रुव समकालिक गति पर घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र को पकड़ते हैं और रोटर लगातार घूमता रहता है। चूंकि ये मोटर्स स्वयं-स्टार्टिंग मोटर्स नहीं हैं, इसलिए एक चर आवृत्ति बिजली की आपूर्ति प्रदान करना आवश्यक है।

ईएमएफ और टॉर्क समीकरण

एक सिंक्रोनस मशीन में, प्रति चरण औसत प्रेरित EMF को डायनेमिक इंडेक्स कहा जाता है, एक सिंक्रोनस मोटर में EMF को प्रवाहित किया जाता है, प्रति कंडक्टर प्रत्येक क्रांति द्वारा कटने वाला प्रवाह Pϕ Weber है।
फिर एक क्रांति को पूरा करने में लगने वाला समय 60 / N सेकंड है

औसत कंडक्टर प्रति प्रेरित EMF का उपयोग करके गणना की जा सकती है

(P (N / 60) x Zph = (P /N / 60) x 2Tph

कहा पे Tph = Zph / 2

इसलिए, प्रति चरण औसत EMF है,

= 4 x 4 x Tph x PN / 120 = 4TfTph

जहाँ Tph = सं। प्रति चरण श्रृंखला में जुड़ा हुआ है

। = वेबर में फ्लक्स / पोल

पी = नहीं। डंडे की

एफ = हर्ट्ज में आवृत्ति

Zph = नहीं। प्रति चरण श्रृंखला में जुड़े कंडक्टरों की। = Zph / 3

EMF समीकरण स्टेटर पर कॉइल और कंडक्टर पर निर्भर करता है। इस मोटर के लिए, वितरण कारक केडी और पिच कारक केपी भी माना जाता है।

इसलिये, E = 4 x f x f x Tph xKd x Kp

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का टॉर्क समीकरण निम्नानुसार है,

T = (3 x Eph x Iph x sin /) / Em

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर का प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर को नियंत्रित करने के लिए, हम विभिन्न प्रकार के उपयोग करते हैं नियंत्रण प्रणाली । कार्य के आधार पर, आवश्यक नियंत्रण तकनीक का उपयोग किया जाता है। स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के विभिन्न नियंत्रित करने के तरीके हैं,

साइनसोइडल श्रेणी

• अदिश
• वेक्टर: फील्ड ओरिएंटेड कंट्रोल (FOC) (पोजीशन सेंसर के साथ और बिना)
• प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण

ट्रेपेज़ोइडल श्रेणी

• खुला लूप
• बंद-पाश (स्थिति सेंसर के साथ और बिना)

इस मोटर की डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल टेक्नोलॉजी एक बहुत ही सरल कंट्रोल सर्किट है जिसमें प्रभावी डायनामिक परफॉर्मेंस और अच्छी कंट्रोल रेंज है। यह रोटर के लिए किसी भी स्थिति सेंसर की आवश्यकता नहीं है। इस नियंत्रण विधि का उपयोग करने का मुख्य नुकसान यह है कि यह उच्च टोक़ और एक वर्तमान तरंग पैदा करता है।

निर्माण

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर निर्माण बुनियादी तुल्यकालिक मोटर के समान है, लेकिन एकमात्र अंतर रोटर के साथ है। रोटर में कोई फ़ील्ड वाइंडिंग नहीं है, लेकिन स्थाई मैग्नेट का उपयोग फ़ील्ड पोल बनाने के लिए किया जाता है। PMSM में उपयोग किए जाने वाले स्थायी मैग्नेट समैरियम-कोबाल्ट और मध्यम, लोहा और बोरान से बने होते हैं, क्योंकि उनकी उच्च पारगम्यता होती है।

इसकी व्यापक लागत और उपलब्धता में आसानी के कारण सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला स्थायी चुंबक नियोडिमियम-बोरॉन-आयरन है। इस प्रकार में, रोटर पर स्थायी मैग्नेट लगाए जाते हैं। रोटर पर स्थायी चुंबक के बढ़ते के आधार पर, एक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के निर्माण को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है। वे,

सतह पर चढ़कर PMSM

इस निर्माण में, रोटर की सतह पर चुंबक लगाया जाता है। यह उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल है, क्योंकि यह मजबूत नहीं है। यह एक समान वायु अंतर प्रदान करता है क्योंकि स्थायी चुंबक और हवा के अंतर की पारगम्यता समान है। कोई अनिच्छा टोक़, उच्च गतिशील प्रदर्शन, और रोबोटिक्स और टूल ड्राइव जैसे उच्च गति वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त है।

लगा हुआ सतह

दफन PMSM या आंतरिक PMSM

इस प्रकार के निर्माण में, स्थायी चुंबक रोटर में एम्बेडेड होता है जैसा कि नीचे की आकृति में दिखाया गया है। यह उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है और मजबूती प्राप्त करता है। मोटर की खराबी के कारण अनिच्छा टोक़ है।

दफन PMSM

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर का कार्य

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का काम पारंपरिक मोटर्स की तुलना में बहुत सरल, तेज और प्रभावी है। पीएमएसएम का काम स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र और रोटर के निरंतर चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करता है। स्थायी चुम्बक का उपयोग रोटर के रूप में स्थिर गति से स्थिर चुंबकीय प्रवाह, संचालन और ताले बनाने के लिए किया जाता है। इस प्रकार की मोटर्स ब्रशलेस डीसी मोटर्स के समान होती हैं।

चरण पादक समूह एक दूसरे के साथ स्टेटर की वाइंडिंग में शामिल होकर बनते हैं। ये चरण समूह एक स्टार, डेल्टा, डबल और सिंगल चरणों जैसे विभिन्न कनेक्शन बनाने के लिए एक साथ जुड़ जाते हैं। हार्मोनिक वोल्टेज को कम करने के लिए, घुमावदार को एक दूसरे के साथ शीघ्र ही घाव होना चाहिए।

जब स्टेटर को 3-चरण एसी की आपूर्ति दी जाती है, तो यह एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाता है और रोटर के स्थायी चुंबक के कारण निरंतर चुंबकीय क्षेत्र प्रेरित होता है। यह रोटर समकालिकता में समकालिक गति से संचालित होता है। पीएमएसएम का पूरा काम स्टेटर और रोटर के बीच हवा के अंतराल पर निर्भर करता है, जिसमें कोई भार नहीं है।

यदि हवा का अंतर बड़ा है, तो मोटर के नुकसान को कम किया जाएगा। स्थायी चुंबक द्वारा बनाए गए क्षेत्र ध्रुव खारे होते हैं। स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स स्व-स्टार्टिंग मोटर्स नहीं हैं। इसलिए, स्टेटर की चर आवृत्ति को इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित करना आवश्यक है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर बनाम बीएलडीसी

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर (PMSM) और BLDC के बीच अंतर ( brushless डीसी मोटर्स ) निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

लाभ

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के लाभ शामिल,

• उच्च गति पर उच्च दक्षता प्रदान करता है
• विभिन्न पैकेजों में छोटे आकार में उपलब्ध है
• रखरखाव और स्थापना एक प्रेरण मोटर की तुलना में बहुत आसान है
• कम गति पर पूर्ण टोक़ बनाए रखने में सक्षम।
• उच्च दक्षता और विश्वसनीयता
• चिकनी टोक़ और गतिशील प्रदर्शन देता है

नुकसान

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स के नुकसान हैं,

• प्रेरण मोटर्स की तुलना में इस प्रकार के मोटर्स बहुत महंगे हैं
• किसी तरह स्टार्ट-अप करना मुश्किल है क्योंकि वे स्व-स्टार्टिंग मोटर नहीं हैं।

अनुप्रयोग

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स अनुप्रयोग हैं,

• एयर कंडिशनर
• रेफ्रिजरेटर
• एसी कम्प्रेसर
• वॉशिंग मशीन, जो प्रत्यक्ष-ड्राइव हैं
• ऑटोमोटिव इलेक्ट्रिकल पावर स्टीयरिंग
• मशीन के उपकरण
• बड़े पावर सिस्टम में सुधार के लिए अग्रणी, और लैगिंग पावर फैक्टर
• कर्षण का नियंत्रण
• डेटा भंडारण इकाइयाँ।
• सर्वो ड्राइव
• रोबोटिक्स, एयरोस्पेस और कई और अधिक जैसे औद्योगिक अनुप्रयोग।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का अवलोकन - परिभाषा, काम, काम सिद्धांत, आरेख, निर्माण, फायदे, नुकसान, आवेदन, ईएमएफ, और टोक़ समीकरण। यहाँ आपके लिए एक सवाल है, “सिंक्रोनस मोटर्स में स्थायी चुंबक का उपयोग करने का उद्देश्य क्या है?