স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর: উচ্চ-উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে গতিশীল অপারেশনের জন্য রটার কাঠামোর নকশা এবং প্রয়োগ

উচ্চ-ক্ষেত্রে যেমন মহাকাশ, পেট্রোলিয়াম অনুসন্ধান, উচ্চ-সরঞ্জাম উৎপাদন, এবং নতুন শক্তির যান, উচ্চ-গতিস্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরউচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে (PMSMs) উচ্চ দক্ষতা, শক্তি সঞ্চয়, উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতির মূল সুবিধাগুলির কারণে ড্রাইভ সিস্টেমের মূল উপাদান হয়ে উঠেছে। মোটর শক্তি রূপান্তরের জন্য একটি মূল বাহক হিসাবে, রটার স্ট্রাকচার ডিজাইন সরাসরি উচ্চ তাপমাত্রার দ্বৈত কঠোর কাজের অবস্থার অধীনে মোটরের অপারেশনাল স্থায়িত্ব, পাওয়ার আউটপুট এবং পরিষেবা জীবন নির্ধারণ করে (সাধারণত 150 ডিগ্রির চেয়ে বেশি বা সমান অপারেটিং তাপমাত্রাকে বোঝায়) এবং উচ্চ গতি (ঘূর্ণন গতি 10000/মিনিট/মিনিটের চেয়ে বড় বা সমান)। শিল্প প্রযুক্তিগত অনুশীলন এবং সাম্প্রতিক গবেষণার ফলাফলগুলিকে একত্রিত করে, এই নিবন্ধটি মূল ডিজাইন পয়েন্ট, মূলধারার প্রকার, উপাদান নির্বাচন, এবং উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে উচ্চ গতির PMSM-এর রটার কাঠামোর অপ্টিমাইজেশান কৌশলগুলির বিশদ বিবরণ দেয়, শিল্প অনুশীলনকারীদের জন্য পেশাদার রেফারেন্স প্রদান করে এবং সম্পর্কিত পণ্য প্রযুক্তির আপগ্রেড এবং বাস্তবায়নের সুবিধা প্রদান করে৷

উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-গতির দ্বৈত কাজের অবস্থার সুপারপজিশন রটার গঠনের জন্য তিনটি মূল কঠোর প্রয়োজনীয়তা সামনে রাখে: প্রথম, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং অ্যান্টি-ডিম্যাগনেটাইজেশন। উচ্চ তাপমাত্রা স্থায়ী চুম্বকের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের ক্ষয়, এমনকি অপরিবর্তনীয় ডিম্যাগনেটাইজেশনের দিকে পরিচালিত করবে, যা সরাসরি মোটরের পাওয়ার আউটপুটকে প্রভাবিত করবে; দ্বিতীয়, অ্যান্টি-কেন্দ্রিফুগাল এবং অ্যান্টি-শেডিং। উচ্চ গতির ঘূর্ণন দ্বারা উত্পন্ন বিশাল কেন্দ্রাতিগ শক্তি রটার গঠন বিকৃতি এবং স্থায়ী চুম্বক শেডিং এর মতো নিরাপত্তা বিপত্তি ঘটাতে পারে; তৃতীয়, কম ক্ষতি এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ। ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধির সাথে সাথে রটার এডি কারেন্ট লস বাড়বে, তাপমাত্রা আরও বৃদ্ধি পাবে, "উচ্চ তাপমাত্রা - ক্ষতি - ডিম্যাগনেটাইজেশন" এর একটি দুষ্ট চক্র তৈরি করবে। তাই, রটার স্ট্রাকচার ডিজাইনের জন্য উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ, কেন্দ্রাতিগ শক্তি এবং কম ক্ষতির তিনটি মূল প্রয়োজনীয়তার মধ্যে ভারসাম্য আনতে হবে।

বর্তমানে, উচ্চ -গতির রটার গঠনস্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরউচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশের জন্য উপযুক্ত PMSMগুলিকে প্রধানত তিনটি ভাগে ভাগ করা হয়েছে: অভ্যন্তরীণ-মাউন্ট করা, পৃষ্ঠের-মাউন্ট করা, এবং যৌগিক৷ প্রতিটি ধরণের কাঠামোর নিজস্ব ফোকাস রয়েছে প্রযোজ্য পরিস্থিতি অনুসারে ডিজাইনের যুক্তি এবং উপাদান নির্বাচনের উপর, ব্যবহারিকতা এবং নির্ভরযোগ্যতাকে বিবেচনায় নিয়ে এবং বিভিন্ন উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-গতির কাজের অবস্থার প্রয়োজনগুলিকে কভার করে৷

অভ্যন্তরীণ-মাউন্ট করা রটার স্ট্রাকচার হল উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-গতির পরিস্থিতিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রকার। এর মূল সুবিধা হল স্থায়ী চুম্বকগুলি রটার কোরের ভিতরে এমবেড করা হয়, উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে স্থায়ী চুম্বকের সরাসরি এক্সপোজার এড়িয়ে যায় এবং একই সময়ে, রটারের যান্ত্রিক শক্তি উন্নত করতে এবং উচ্চ-গতির কেন্দ্রাতিগ শক্তিকে প্রতিরোধ করতে মূল কাঠামোর উপর নির্ভর করে। এই কাঠামোটিকে আরও এমবেডেড এবং অভ্যন্তরীণ চৌম্বকীয় বাধা কাঠামোতে ভাগ করা যেতে পারে। এমবেডেড কাঠামো রটার কোরের স্লটের মাধ্যমে স্থায়ী চুম্বকগুলিকে ঠিক করে এবং উচ্চ-গতির ঘূর্ণনের সময় স্থায়ী চুম্বকগুলিকে স্থানান্তরিত হতে বাধা দেওয়ার জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধী আঠালো দিয়ে শক্তিশালী করে; অভ্যন্তরীণ চৌম্বকীয় বাধা কাঠামো চৌম্বকীয় বাধাগুলির একাধিক স্তর স্থাপন করে এডি বর্তমান পথকে অবরুদ্ধ করে, রটার এডি কারেন্টের ক্ষতি হ্রাস করে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রশস্ততা কমায় এবং একই সময়ে বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের হস্তক্ষেপ থেকে স্থায়ী চুম্বককে রক্ষা করার জন্য চৌম্বক রক্ষা প্রভাবকে উন্নত করে।

অভ্যন্তরীণ-মাউন্ট করা রটার কাঠামো 10000-30000r/মিনিটের ঘূর্ণন গতি এবং 150-250 ডিগ্রির অপারেটিং তাপমাত্রা, যেমন অ্যারো-ইঞ্জিন এবং উচ্চ-মোটর পাম্পকে সমর্থনকারী মোটরগুলির মতো পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত। উপাদান নির্বাচনের ক্ষেত্রে, রটার কোর বেশিরভাগই কম-ক্ষতিহীন-0.2 মিমি বা তার কম সিলিকন ইস্পাত শীট গ্রহণ করে, যেমন Baosteel B20AT1200, যা কার্যকরভাবে মূল ক্ষতি কমাতে পারে; স্থায়ী চুম্বক উচ্চ-তাপমাত্রার গ্রেড সামারিয়াম-কোবাল্ট (SmCo) চৌম্বক ইস্পাত বা উচ্চ-তাপমাত্রা গ্রেড নিওডিয়ামিয়াম-লোহা-বোরন (NdFeB) চৌম্বক ইস্পাত পছন্দ করে। তাদের মধ্যে, SmCo চৌম্বক ইস্পাত 700-800 ডিগ্রী একটি Curie তাপমাত্রা আছে, যা কার্যকরভাবে উচ্চ-তাপমাত্রা demagnetization এড়াতে পারে এবং মাঝারি এবং উচ্চ-তাপমাত্রা পরিস্থিতির প্রয়োজন মেটাতে পারে।

সারফেস-মাউন্ট করা রটার স্ট্রাকচার এমন একটি ডিজাইন গ্রহণ করে যেখানে স্থায়ী চুম্বকগুলি সরাসরি রটার পৃষ্ঠে পেস্ট করা হয়, যার সুবিধা রয়েছে সহজ গঠন, উচ্চ চৌম্বকীয় সংযোগ দক্ষতা এবং উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, এবং উচ্চ-গতি এবং উচ্চ-শক্তি ঘনত্ব উচ্চ-তাপমাত্রার জন্য উপযুক্ত। উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ গতির চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করার জন্য, এই কাঠামোটিকে স্থায়ী চুম্বক স্থিরকরণ এবং অ্যান্টি-ডিম্যাগনেটাইজেশনের সমস্যাগুলি সমাধানের উপর ফোকাস করতে হবে: স্থায়ী চুম্বকগুলি SmCo চৌম্বক ইস্পাত থেকে চমৎকার উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের বা নতুন সামারিয়াম-লোহা-নাইট্রোজেন (SmF) ম্যাগনেটিক ইস্পাত থেকে নির্বাচিত হয়। তাদের মধ্যে, SmFeN চুম্বকগুলির কিউরি তাপমাত্রা 470 ডিগ্রি পর্যন্ত থাকে, এখনও 200 ডিগ্রির উপরে শক্তিশালী চুম্বকত্ব বজায় রাখতে পারে এবং ভারী বিরল পৃথিবী ছাড়াই উচ্চ তাপমাত্রায় স্থিতিশীল অপারেশন অর্জন করতে পারে; একই সময়ে, একটি উচ্চ-শক্তির প্রতিরক্ষামূলক হাতা স্থায়ী চুম্বকের পৃষ্ঠে মোড়ানো হয়, প্রধানত কার্বন ফাইবার কম্পোজিট হাতা ব্যবহার করে, যার প্রসার্য শক্তি প্রথাগত ধাতুর তুলনায় 3-5 গুণ, এবং এটি অ{15}}চৌম্বকীয় এবং অ{16}} কার্যকরীভাবে পরিবাহিত হতে পারে বল, এডি বর্তমান ক্ষতি এড়াতে, এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি কমাতে.

উপরন্তু, পৃষ্ঠ-মাউন্ট করা রটার স্ট্রাকচার এডি কারেন্টের ক্ষয়ক্ষতিকে আরও কমিয়ে আনতে পারে এবং হাতার উপর পরিধিযুক্ত অগভীর খাঁজ খুলে এবং স্থায়ী চুম্বক এবং হাতার মধ্যে তামার শিল্ডিং রিং যোগ করে তাপ অপচয়ের প্রভাবকে অপ্টিমাইজ করতে পারে। এটি 20000-40000r/মিনিটের ঘূর্ণন গতি এবং 180-300 ডিগ্রীর অপারেটিং তাপমাত্রা সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত, যেমন নতুন শক্তির গাড়ি চালানোর মোটর এবং উচ্চ-গতির কম্প্রেসার সমর্থনকারী মোটর।

কম্পোজিট রটার স্ট্রাকচার হল একটি অপ্টিমাইজ করা ডিজাইন যা অভ্যন্তরীণ-মাউন্ট করা এবং সারফেস-মাউন্ট করা স্ট্রাকচারের সুবিধার সমন্বয় করে। এর মূল হল যে স্থায়ী চুম্বকের কিছু অংশ রটার কোরে এম্বেড করা হয় এবং কিছু অংশ রটার পৃষ্ঠে আটকানো হয়, যান্ত্রিক শক্তি এবং চৌম্বক কর্মক্ষমতা বিবেচনা করে। এই কাঠামোর রটার কোর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধী সিলিকন ইস্পাত শীট বা নরম চৌম্বকীয় যৌগ (SMC) স্তরিত। এসএমসি উপাদানের আইসোট্রপিক চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা রয়েছে, যা কার্যকরভাবে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এডি কারেন্ট লস দমন করতে পারে এবং উচ্চ-গতি এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিস্থিতির জন্য উপযুক্ত; এমবেড করা স্থায়ী চুম্বকগুলি মোটরের ওভারলোড ক্ষমতা উন্নত করতে ব্যবহার করা হয়, এবং সারফেস-মাউন্ট করা স্থায়ী চুম্বকগুলি পাওয়ার ঘনত্ব উন্নত করতে ব্যবহার করা হয়, এবং চৌম্বকীয় সার্কিট ডিজাইনকে অপ্টিমাইজ করে এডি কারেন্ট লস কমানো হয়।

উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের আরও উন্নতির জন্য, যৌগিক রটার কাঠামো সাধারণত বিল্ট ইন কুলিং চ্যানেল দিয়ে সজ্জিত করা হয়, এবং তেল কুলিং প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয় রটারে শীতল তরল প্রবর্তন করার জন্য একই সাথে চৌম্বক ইস্পাত এবং বিয়ারিংগুলিকে ঠান্ডা করার জন্য, কার্যকরভাবে রটার তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে, যা 030-30 ডিগ্রি তাপমাত্রার জন্য উপযুক্ত।