स्टार-सीलिंग गणना और स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों के अनुप्रयोग पर शोध

पृष्ठभूमि

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स (पीएमएसएम) का उपयोग आधुनिक उद्योग और दैनिक जीवन में व्यापक रूप से उच्च दक्षता, ऊर्जा बचत और विश्वसनीयता के फायदे के कारण किया जाता है, जिससे वे कई क्षेत्रों में पसंदीदा बिजली उपकरण बन जाते हैं। उन्नत नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के माध्यम से स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनें, न केवल चिकनी उठाने की गति प्रदान करती हैं, बल्कि लिफ्ट कार की सटीक स्थिति और सुरक्षा सुरक्षा भी प्राप्त करती हैं। अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ, वे कई एलेवेटर सिस्टम में प्रमुख घटक बन गए हैं। हालांकि, लिफ्ट प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताओं में वृद्धि हो रही है, विशेष रूप से "स्टार-सीलिंग" तकनीक का अनुप्रयोग, जो एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है।

अनुसंधान के मुद्दे और महत्व

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों में स्टार-सीलिंग टोक़ का पारंपरिक मूल्यांकन मापा डेटा से सैद्धांतिक गणना और व्युत्पत्ति पर निर्भर करता है, जो स्टार-सीलिंग की अल्ट्रा-ट्रांसिएंट प्रक्रियाओं और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की गैर-संचालन के लिए संघर्ष करने के लिए संघर्ष करता है, जिसके परिणामस्वरूप कम दक्षता और सटीकता होती है। स्टार-सीलिंग के दौरान तात्कालिक बड़ी धारा स्थायी मैग्नेट के अपरिवर्तनीय डेमैग्नेटाइजेशन का जोखिम पैदा करती है, जिसका मूल्यांकन करना भी मुश्किल है। परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) सॉफ्टवेयर के विकास के साथ, इन मुद्दों को संबोधित किया गया है। वर्तमान में, सैद्धांतिक गणना डिजाइन को निर्देशित करने के लिए अधिक उपयोग की जाती है, और उन्हें सॉफ्टवेयर विश्लेषण के साथ संयोजित करने से स्टार-सीलिंग टॉर्क के तेजी से और अधिक सटीक विश्लेषण में सक्षम होता है। यह पेपर अपने स्टार-सीलिंग ऑपरेटिंग परिस्थितियों के परिमित तत्व विश्लेषण का संचालन करने के लिए एक उदाहरण के रूप में एक स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीन लेता है। ये अध्ययन न केवल स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों की सैद्धांतिक प्रणाली को समृद्ध करने में मदद करते हैं, बल्कि लिफ्ट सुरक्षा प्रदर्शन में सुधार और प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए मजबूत समर्थन भी प्रदान करते हैं।

स्टार-सीलिंग गणना में परिमित तत्व विश्लेषण का अनुप्रयोग

सिमुलेशन परिणामों की सटीकता को सत्यापित करने के लिए, मौजूदा परीक्षण डेटा के साथ एक कर्षण मशीन का चयन किया गया था, जिसमें 159 आरपीएम की रेटेड गति थी। मापा स्थिर-राज्य स्टार-सीलिंग टॉर्क और विभिन्न गति से घुमावदार वर्तमान इस प्रकार हैं। स्टार-सीलिंग टॉर्क 12 आरपीएम पर अधिकतम तक पहुंचता है।

चित्र 1: स्टार-सीलिंग का मापा डेटा

अगला, इस कर्षण मशीन का परिमित तत्व विश्लेषण मैक्सवेल सॉफ्टवेयर का उपयोग करके किया गया था। सबसे पहले, कर्षण मशीन का ज्यामितीय मॉडल स्थापित किया गया था, और इसी सामग्री गुणों और सीमा की स्थिति निर्धारित की गई थी। फिर, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र समीकरणों को हल करके, समय-डोमेन वर्तमान घटता, टोक़ घटता, और अलग-अलग समय पर स्थायी मैग्नेट के लोकतंत्रीकरण राज्यों को प्राप्त किया गया था। सिमुलेशन परिणाम और मापा डेटा के बीच स्थिरता सत्यापित की गई थी।

ट्रैक्शन मशीन के परिमित तत्व मॉडल की स्थापना विद्युत चुम्बकीय विश्लेषण के लिए मौलिक है और यहां विस्तृत नहीं होगी। यह जोर दिया जाता है कि मोटर की सामग्री सेटिंग्स वास्तविक उपयोग के अनुरूप होनी चाहिए; स्थायी मैग्नेट के बाद के डेमैग्नेटाइजेशन विश्लेषण को ध्यान में रखते हुए, नॉनलाइनियर बी-एच वक्रों का उपयोग स्थायी मैग्नेट के लिए किया जाना चाहिए। यह पेपर इस बात पर केंद्रित है कि मैक्सवेल में कर्षण मशीन के स्टार-सीलिंग और डेमैग्नेटाइजेशन सिमुलेशन को कैसे लागू किया जाए। सॉफ़्टवेयर में स्टार-सीलिंग को एक बाहरी सर्किट के माध्यम से महसूस किया जाता है, नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए विशिष्ट सर्किट कॉन्फ़िगरेशन के साथ। कर्षण मशीन के तीन-चरण स्टेटर वाइंडिंग को सर्किट में lphasea/b/c के रूप में निरूपित किया जाता है। तीन-चरण वाइंडिंग के अचानक शॉर्ट-सर्किट स्टार-सीलिंग का अनुकरण करने के लिए, एक समानांतर मॉड्यूल (एक वर्तमान स्रोत और एक वर्तमान-नियंत्रित स्विच से बना) प्रत्येक चरण वाइंडिंग सर्किट के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। प्रारंभ में, वर्तमान-नियंत्रित स्विच खुला है, और तीन-चरण वर्तमान स्रोत वाइंडिंग को बिजली की आपूर्ति करता है। एक निर्धारित समय पर, वर्तमान-नियंत्रित स्विच बंद हो जाता है, तीन-चरण वर्तमान स्रोत को शॉर्ट-सर्कुएटिंग और तीन-चरण वाइंडिंग को छोटा करता है, शॉर्ट-सर्किट स्टार-सीलिंग स्थिति में प्रवेश करता है।

चित्र 2: स्टार-सीलिंग सर्किट डिजाइन

कर्षण मशीन का मापा अधिकतम स्टार-सीलिंग टॉर्क 12 आरपीएम की गति से मेल खाता है। सिमुलेशन के दौरान, गति को मापा गति के साथ संरेखित करने के लिए 10 आरपीएम, 12 आरपीएम और 14 आरपीएम के रूप में गति को मापा गया। सिमुलेशन स्टॉप समय के बारे में, यह देखते हुए कि घुमावदार धाराएं कम गति पर तेजी से स्थिर होती हैं, केवल 2-3 विद्युत चक्र सेट किए गए थे। परिणामों के समय-डोमेन घटता से, यह आंका जा सकता है कि परिकलित स्टार-सीलिंग टॉर्क और वाइंडिंग करंट को स्थिर किया गया है। सिमुलेशन से पता चला कि 12 आरपीएम पर स्थिर-राज्य स्टार-सीलिंग टॉर्क 5885.3 एनएम पर सबसे बड़ा था, जो मापा मूल्य से 5.6% कम था। मापा घुमावदार वर्तमान 265.8 ए था, और नकली वर्तमान 251.8 ए था, सिमुलेशन मूल्य के साथ मापा मूल्य की तुलना में 5.6% कम, डिजाइन सटीकता आवश्यकताओं को पूरा करता है।

चित्र 3: पीक स्टार-सीलिंग टॉर्क और वाइंडिंग करंट

कर्षण मशीनें सुरक्षा-महत्वपूर्ण विशेष उपकरण हैं, और स्थायी चुंबक डेमैग्नेटाइजेशन उनके प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। अपरिवर्तनीय डेमैग्नेटाइजेशन से अधिक मानकों की अनुमति नहीं है। इस पत्र में, ANSYS मैक्सवेल सॉफ्टवेयर का उपयोग स्टार-सीलिंग राज्य में शॉर्ट-सर्किट धाराओं से प्रेरित रिवर्स चुंबकीय क्षेत्रों के तहत स्थायी मैग्नेट के डेमैग्नेटाइजेशन विशेषताओं को अनुकरण करने के लिए किया जाता है। घुमावदार वर्तमान प्रवृत्ति से, वर्तमान शिखर स्टार-सीलिंग के क्षण में 1000 ए से अधिक है और 6 विद्युत चक्रों के बाद स्थिर हो जाता है। मैक्सवेल सॉफ्टवेयर में डेमैग्नेटाइजेशन दर उनके मूल अवशिष्ट चुंबकत्व के लिए एक डेमैग्नेटाइजिंग क्षेत्र के संपर्क में आने के बाद स्थायी मैग्नेट के अवशिष्ट चुंबकत्व के अनुपात का प्रतिनिधित्व करती है; 1 का मान कोई डेमैग्नेटाइजेशन को इंगित करता है, और 0 पूर्ण डीमैग्नेटाइजेशन को इंगित करता है। डेमैग्नेटाइजेशन घटता और समोच्च मानचित्रों से, स्थायी चुंबक डेमैग्नेटाइजेशन दर 1 है, जिसमें कोई डेमैग्नेटाइजेशन नहीं देखा गया है, यह पुष्टि करते हुए कि सिम्युलेटेड ट्रैक्शन मशीन विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करती है।

चित्रा 4: रेटेड स्पीड पर स्टार-सीलिंग के तहत घुमावदार करंट का समय-डोमेन वक्र

चित्रा 5: डेमैग्नेटाइजेशन रेट वक्र और डेमैग्नेटाइजेशन कंटूर मैप का मैग्नेट स्थायी मैग्नेट

गहरा और आउटलुक

सिमुलेशन और माप दोनों के माध्यम से, कर्षण मशीन के स्टार-सीलिंग टॉर्क और स्थायी चुंबक डेमैग्नेटाइजेशन के जोखिम को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, प्रदर्शन अनुकूलन के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करता है और कर्षण मशीन के सुरक्षित संचालन और दीर्घायु सुनिश्चित करता है। यह पेपर न केवल स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों में स्टार-सीलिंग टॉर्क और डेमैग्नेटाइजेशन की गणना की खोज करता है, बल्कि लिफ्ट सुरक्षा और प्रदर्शन अनुकूलन के सुधार को भी दृढ़ता से बढ़ावा देता है। हम अंतःविषय सहयोग और आदान -प्रदान के माध्यम से इस क्षेत्र में तकनीकी प्रगति और अभिनव सफलताओं को आगे बढ़ाने के लिए तत्पर हैं। हम इस क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित करने के लिए अधिक शोधकर्ताओं और चिकित्सकों को भी कहते हैं, स्थायी चुंबक सिंक्रोनस ट्रैक्शन मशीनों के प्रदर्शन को बढ़ाने और लिफ्ट के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए ज्ञान और प्रयासों का योगदान देते हैं।