हाई स्पीड मोटर चुंबक

हाई स्पीड मोटर चुंबक

हाल के वर्षों में, विद्युत वाहनों में स्थायी चुंबक (पीएम) सिंक्रोनस मोटर्स का अनुप्रयोग तेजी से बढ़ा है। इसका मुख्य कारण यह है कि पीएमएसएम पारंपरिक एसी इंडक्शन मोटर्स की तुलना में अधिक गति प्राप्त कर सकते हैं। हालाँकि, पीएमएसएम का उच्च गति संचालन विद्युत चुम्बकीय डिजाइन, थर्मल प्रबंधन और यांत्रिक संरचना में अधिक चुनौतियाँ पैदा करता है। पीएमएसएम की दक्षता और शक्ति घनत्व में सुधार के लिए कई तकनीकें विकसित की गई हैं। इनमें लौह कोर हानि को अनुकूलित करना, लौह कोर में विभिन्न स्थितियों के चुंबकीय प्रेरण तीव्रता और हार्मोनिक घटकों में सुधार करना, टोरॉयडल घुमावदार संरचना को अपनाकर तांबे की खपत को कम करना और अंत घुमावदार पर घुमावों की संख्या को कम करना शामिल है।

हाई-स्पीड पीएमएसएम के विकास में सबसे महत्वपूर्ण चुनौती रोटर आयरन कोर हानि को कम करना है। इस प्रयोजन के लिए, स्टेटर स्लॉट खोलने की चौड़ाई को समायोजित करना, पोल-स्लॉट फिट को अनुकूलित करना, तिरछा स्लॉट और चुंबकीय स्लॉट वेज का उपयोग करना जैसे विभिन्न उपाय प्रस्तावित किए गए हैं [1]। हालाँकि, ये विधियाँ रोटर में भंवर धारा हानियों को केवल कमजोर कर सकती हैं लेकिन उन्हें पूरी तरह से कम नहीं कर सकती हैं। इसके अलावा, उन्हें जटिल और महंगी नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता होती है।

एक अन्य महत्वपूर्ण मुद्दा उच्च गति पर पीएमएसएम की स्थिरता में सुधार करना है। इस प्रयोजन के लिए, गैर-संपर्क बियरिंग्स का उपयोग एक प्रभावी समाधान है। इनमें एयर बियरिंग और मैग्नेटिक लेविटेशन बियरिंग सबसे अधिक आशाजनक हैं। बॉल बेयरिंग की तुलना में, ये गैर-संपर्क बीयरिंग बहुत कम द्रव्यमान पर रोटर का समर्थन कर सकते हैं और उच्च गति पर काम कर सकते हैं। फिर भी, उनकी लागत अभी भी निषेधात्मक है.

पीएमएसएम के रोटर आयरन के नुकसान को और कम करने के लिए, स्थायी मैग्नेट के इंस्टॉलेशन मापदंडों को अनुकूलित करना आवश्यक है। इसे चुंबकीय सर्किट के एड़ी वर्तमान वितरण का विश्लेषण और अनुकूलन करने के लिए एक नई विधि लागू करके प्राप्त किया जा सकता है। यह विधि परिमित तत्व मॉडल और सरलीकृत भौतिक मॉडल के संयोजन का उपयोग करती है। परिणामी मॉडल विभिन्न परिस्थितियों में डबल-लेयर वी-टाइप एचएसपीएमएम के तापमान क्षेत्र की गणना के लिए उपयुक्त है।

पिछले शोध के विपरीत, जो एचएसपीएमएम के ऑपरेटिंग तापमान को कम करने के लिए रोटर और स्टेटर संरचनाओं या कूलिंग मोड को बदलने पर केंद्रित है, इस विधि में किसी भी संरचनात्मक परिवर्तन की आवश्यकता नहीं है। यह स्थायी चुम्बकों के स्थापना मापदंडों को संशोधित करके तांबे और लोहे के नुकसान को कम करने पर भी ध्यान केंद्रित करता है। इसके अलावा, इस पद्धति के परिणामों को एचएसपीएमएम के विद्युत चुम्बकीय मॉडल की ईटीसीएम के साथ तुलना करके सत्यापित किया गया है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 7, एफईए और एमईसी के बीच अभिसरण सटीकता 0.95 से ऊपर है, जिसका अर्थ है कि यह विधि एचएसपीएमएम की विद्युत चुम्बकीय गणना प्रक्रिया में बहुत समय बचा सकती है। इसके अतिरिक्त, एक परीक्षण मॉडल के प्रयोगात्मक परिणामों के साथ अभिसरण सटीकता को भी सत्यापित किया गया है। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि इस पेपर में प्रस्तावित ईटीसीएम विधि और तापमान क्षेत्र अनुकूलन विधि विश्वसनीय और कुशल हैं।

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