मोटर आयरन की बर्बादी को कैसे कम करें

बुनियादी लौह सेवन को प्रभावित करने वाले कारक

किसी समस्या का विश्लेषण करने के लिए, हमें सबसे पहले कुछ बुनियादी सिद्धांतों को जानना आवश्यक है, जो हमें समझने में मदद करेंगे। सबसे पहले, हमें दो अवधारणाओं को समझना होगा। एक है प्रत्यावर्ती चुंबकत्व, जो सरल शब्दों में कहें तो ट्रांसफार्मर के लौह कोर और मोटर के स्टेटर या रोटर के दांतों में होता है; दूसरा है घूर्णी चुंबकत्व गुण, जो मोटर के स्टेटर या रोटर योक द्वारा उत्पन्न होता है। कई लेख इन दो बिंदुओं से शुरू करते हैं और उपरोक्त समाधान विधि के अनुसार विभिन्न विशेषताओं के आधार पर मोटर के लौह हानि की गणना करते हैं। प्रयोगों से पता चला है कि सिलिकॉन स्टील की चादरें दो गुणों के चुंबकत्व के तहत निम्नलिखित घटनाएँ प्रदर्शित करती हैं:
जब चुंबकीय फ्लक्स घनत्व 1.7 टेस्ला से कम होता है, तो घूर्णनशील चुंबकत्व के कारण होने वाली हिस्टैरेसिस हानि प्रत्यावर्ती चुंबकत्व के कारण होने वाली हिस्टैरेसिस हानि से अधिक होती है; जब यह 1.7 टेस्ला से अधिक होती है, तो इसका विपरीत होता है। मोटर योक का चुंबकीय फ्लक्स घनत्व आमतौर पर 1.0 और 1.5 टेस्ला के बीच होता है, और इसके अनुरूप घूर्णी चुंबकत्व हिस्टैरेसिस हानि प्रत्यावर्ती चुंबकत्व हिस्टैरेसिस हानि से लगभग 45 से 65% अधिक होती है।
बेशक, उपरोक्त निष्कर्ष भी उपयोग में लाए जाते हैं, और मैंने व्यक्तिगत रूप से व्यवहार में इनकी पुष्टि नहीं की है। इसके अतिरिक्त, जब लोहे के कोर में चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो उसमें एक धारा उत्पन्न होती है, जिसे एड़ी धारा कहते हैं, और इसके कारण होने वाली हानियों को एड़ी धारा हानि कहा जाता है। एड़ी धारा हानि को कम करने के लिए, मोटर के लोहे के कोर को आमतौर पर एक ब्लॉक के रूप में नहीं बनाया जाता है, और एड़ी धाराओं के प्रवाह को रोकने के लिए इसे अक्षीय रूप से इन्सुलेटेड स्टील शीट से भरा जाता है। लोहे की खपत के लिए विशिष्ट गणना सूत्र की व्याख्या यहाँ जटिल नहीं होगी। Baidu लोहे की खपत की गणना का मूल सूत्र और महत्व स्पष्ट हो जाएगा। नीचे लोहे की खपत को प्रभावित करने वाले कई प्रमुख कारकों का विश्लेषण दिया गया है, ताकि व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में सभी लोग समस्या का समाधान आसानी से कर सकें।

उपरोक्त चर्चा के बाद, यह सवाल उठता है कि स्टैम्पिंग की प्रक्रिया लोहे की खपत को क्यों प्रभावित करती है? पंचिंग प्रक्रिया की विशेषताएं मुख्य रूप से पंचिंग मशीनों के विभिन्न आकारों पर निर्भर करती हैं, और विभिन्न प्रकार के छेदों और खांचों की आवश्यकताओं के अनुसार संबंधित अपरूपण मोड और तनाव स्तर निर्धारित करती हैं, जिससे लेमिनेशन की परिधि के आसपास उथले तनाव क्षेत्रों की स्थिति सुनिश्चित होती है। गहराई और आकार के बीच संबंध के कारण, यह अक्सर तीक्ष्ण कोणों से प्रभावित होता है, इस हद तक कि उच्च तनाव स्तर उथले तनाव क्षेत्रों में, विशेष रूप से लेमिनेशन सीमा के भीतर अपेक्षाकृत लंबे अपरूपण किनारों में, महत्वपूर्ण लौह हानि का कारण बन सकते हैं। विशेष रूप से, यह मुख्य रूप से एल्वियोलर क्षेत्र में होता है, जो अक्सर वास्तविक अनुसंधान प्रक्रिया में शोध का केंद्र बिंदु बन जाता है। कम हानि वाली सिलिकॉन स्टील शीट अक्सर बड़े दाने के आकार द्वारा निर्धारित होती हैं। प्रभाव से शीट के निचले किनारे पर कृत्रिम बर्र और अपरूपण हो सकता है, और प्रभाव का कोण बर्र के आकार और विरूपण क्षेत्रों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है। यदि उच्च तनाव क्षेत्र किनारे के विरूपण क्षेत्र के साथ-साथ पदार्थ के आंतरिक भाग तक फैलता है, तो इन क्षेत्रों में कण संरचना में अनिवार्य रूप से संबंधित परिवर्तन होंगे, वे मुड़ या टूट जाएंगे, और टूटने की दिशा में सीमा का अत्यधिक विस्तार होगा। इस समय, कतरन की दिशा में तनाव क्षेत्र में कण सीमा घनत्व अनिवार्य रूप से बढ़ जाएगा, जिससे क्षेत्र के भीतर लौह हानि में भी वृद्धि होगी। इसलिए, इस बिंदु पर, तनाव क्षेत्र में पदार्थ को उच्च हानि वाला पदार्थ माना जा सकता है जो प्रभाव किनारे के साथ सामान्य लेमिनेशन के ऊपर गिरता है। इस प्रकार, किनारे के पदार्थ के वास्तविक स्थिरांक का निर्धारण किया जा सकता है, और लौह हानि मॉडल का उपयोग करके प्रभाव किनारे की वास्तविक हानि का निर्धारण किया जा सकता है।
1. लौह हानि पर एनीलिंग प्रक्रिया का प्रभाव
आयरन लॉस के प्रभाव मुख्य रूप से सिलिकॉन स्टील शीट में देखे जाते हैं, और यांत्रिक और ऊष्मीय तनाव सिलिकॉन स्टील शीट के वास्तविक गुणों में परिवर्तन लाते हैं। अतिरिक्त यांत्रिक तनाव आयरन लॉस में वृद्धि का कारण बनता है। साथ ही, मोटर के आंतरिक तापमान में लगातार वृद्धि भी आयरन लॉस की समस्या को बढ़ाती है। अतिरिक्त यांत्रिक तनाव को दूर करने के लिए प्रभावी एनीलिंग प्रक्रिया अपनाने से मोटर के अंदर आयरन लॉस को कम करने में लाभ होता है।

2. विनिर्माण प्रक्रियाओं में अत्यधिक हानि के कारण

मोटरों के लिए मुख्य चुंबकीय सामग्री के रूप में सिलिकॉन स्टील शीट, डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुरूप होने के कारण मोटर के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं। इसके अतिरिक्त, समान ग्रेड की सिलिकॉन स्टील शीट का प्रदर्शन विभिन्न निर्माताओं के अनुसार भिन्न हो सकता है। सामग्री का चयन करते समय, अच्छे सिलिकॉन स्टील निर्माताओं से सामग्री चुनने का प्रयास किया जाना चाहिए। नीचे कुछ प्रमुख कारक दिए गए हैं जिन्होंने लोहे की खपत को प्रभावित किया है और जिनका पहले भी अध्ययन किया जा चुका है।

सिलिकॉन स्टील शीट को ठीक से इन्सुलेट या उपचारित नहीं किया गया है। इस प्रकार की समस्या सिलिकॉन स्टील शीट के परीक्षण के दौरान पता लगाई जा सकती है, लेकिन सभी मोटर निर्माताओं के पास यह परीक्षण उपकरण नहीं होता है, और मोटर निर्माता अक्सर इस समस्या को ठीक से नहीं पहचान पाते हैं।

लोहे के कोर के निर्माण के दौरान शीटों के बीच इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो जाता है या शॉर्ट सर्किट हो जाता है। इस प्रकार की समस्या उत्पन्न हो सकती है। लोहे के कोर की लेमिनेशन प्रक्रिया के दौरान यदि दबाव बहुत अधिक हो, जिससे शीटों के बीच इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो जाता है; या पंचिंग के बाद यदि बर्र बहुत बड़े हों, तो उन्हें पॉलिश करके हटाया जा सकता है, जिससे पंचिंग सतह के इन्सुलेशन को गंभीर क्षति पहुँच सकती है; लोहे के कोर की लेमिनेशन प्रक्रिया पूरी होने के बाद यदि ग्रूव चिकना न हो, तो उसे घिसकर चिकना किया जाता है; या फिर, स्टेटर बोर की असमानता और स्टेटर बोर तथा मशीन सीट लिप के बीच गैर-समरूपता जैसे कारकों के कारण, सुधार के लिए टर्निंग का उपयोग किया जा सकता है। मोटर उत्पादन और प्रसंस्करण की इन पारंपरिक प्रक्रियाओं का मोटर के प्रदर्शन, विशेष रूप से लौह हानि पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

वाइंडिंग को खोलने के लिए जलाने या बिजली से गर्म करने जैसी विधियों का उपयोग करने पर लोहे का कोर अत्यधिक गर्म हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय चालकता में कमी आती है और शीटों के बीच इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो जाता है। यह समस्या मुख्य रूप से उत्पादन और प्रसंस्करण प्रक्रिया के दौरान वाइंडिंग और मोटर की मरम्मत करते समय उत्पन्न होती है।

स्टैकिंग वेल्डिंग और अन्य प्रक्रियाओं के कारण स्टैक के बीच इन्सुलेशन को भी नुकसान हो सकता है, जिससे एड़ी करंट के कारण होने वाली हानि बढ़ जाती है।
लोहे का अपर्याप्त भार और शीटों के बीच अपूर्ण संघनन। इसका अंतिम परिणाम यह होता है कि लोहे के कोर का भार अपर्याप्त होता है, और इसका सबसे सीधा परिणाम यह होता है कि करंट सहनशीलता सीमा से अधिक हो जाता है, साथ ही लोहे की हानि भी मानक सीमा से अधिक हो सकती है।
सिलिकॉन स्टील शीट पर कोटिंग बहुत मोटी है, जिसके कारण चुंबकीय परिपथ अत्यधिक संतृप्त हो जाता है। इस स्थिति में, बिना लोड वाली धारा और वोल्टेज के बीच का संबंध वक्र बहुत अधिक मुड़ जाता है। यह सिलिकॉन स्टील शीट के उत्पादन और प्रसंस्करण प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू भी है।

लोहे के कोर के उत्पादन और प्रसंस्करण के दौरान, सिलिकॉन स्टील शीट की पंचिंग और शीयरिंग सतह के कणों का अभिविन्यास क्षतिग्रस्त हो सकता है, जिससे समान चुंबकीय प्रेरण के तहत लौह हानि में वृद्धि हो सकती है; परिवर्तनीय आवृत्ति मोटरों के लिए, हार्मोनिक्स के कारण होने वाली अतिरिक्त लौह हानियों पर भी विचार किया जाना चाहिए; यह एक ऐसा कारक है जिस पर डिजाइन प्रक्रिया में व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।

उपरोक्त कारकों के अतिरिक्त, मोटर के लौह हानि का डिज़ाइन मान लौह कोर के वास्तविक उत्पादन और प्रसंस्करण पर आधारित होना चाहिए, और यह सुनिश्चित करने का हर संभव प्रयास किया जाना चाहिए कि सैद्धांतिक मान वास्तविक मान से मेल खाए। सामान्य सामग्री आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान किए गए अभिलक्षण वक्र एपस्टीन वर्गाकार कॉइल विधि का उपयोग करके मापे जाते हैं, लेकिन मोटर के विभिन्न भागों की चुंबकन दिशा भिन्न होती है, और इस विशेष घूर्णन लौह हानि को वर्तमान में ध्यान में नहीं रखा जा सकता है। इससे परिकलित और मापे गए मानों के बीच विभिन्न स्तरों की विसंगति हो सकती है।

इंजीनियरिंग डिजाइन में लौह हानि को कम करने के तरीके
इंजीनियरिंग में लौह ऊर्जा की खपत को कम करने के कई तरीके हैं, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि स्थिति के अनुसार उपाय अपनाए जाएं। बेशक, यह केवल लौह ऊर्जा की खपत तक ही सीमित नहीं है, बल्कि अन्य हानियों से भी संबंधित है। सबसे बुनियादी तरीका है उच्च लौह हानि के कारणों को जानना, जैसे उच्च चुंबकीय घनत्व, उच्च आवृत्ति, या अत्यधिक स्थानीय संतृप्ति। सामान्य तौर पर, एक ओर तो सिमुलेशन के माध्यम से वास्तविकता के जितना संभव हो सके करीब पहुंचना आवश्यक है, और दूसरी ओर, अतिरिक्त लौह ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए प्रक्रिया को प्रौद्योगिकी के साथ जोड़ा जाता है। सबसे आम तरीका है अच्छी सिलिकॉन स्टील शीट का उपयोग बढ़ाना, और लागत की परवाह किए बिना, आयातित सुपर सिलिकॉन स्टील का चयन किया जा सकता है। बेशक, घरेलू नई ऊर्जा संचालित प्रौद्योगिकियों के विकास ने भी उत्पादन और आपूर्ति श्रृंखला दोनों में बेहतर विकास को बढ़ावा दिया है। घरेलू इस्पात मिलें भी विशेष सिलिकॉन स्टील उत्पाद लॉन्च कर रही हैं। वंशावली में विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उत्पादों का अच्छा वर्गीकरण है। यहां कुछ सरल तरीके दिए गए हैं:

1. चुंबकीय परिपथ को अनुकूलित करें

चुंबकीय परिपथ को अनुकूलित करना, सटीक रूप से कहें तो, चुंबकीय क्षेत्र के साइन वेव को अनुकूलित करना है। यह न केवल स्थिर आवृत्ति वाले प्रेरण मोटरों के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि परिवर्तनीय आवृत्ति वाले प्रेरण मोटरों और सिंक्रोनस मोटरों के लिए भी महत्वपूर्ण है। जब मैं कपड़ा उद्योग में काम कर रहा था, तब मैंने लागत कम करने के लिए अलग-अलग प्रदर्शन वाली दो मोटरें बनाईं। बेशक, सबसे महत्वपूर्ण बात ध्रुवों के तिरछे होने या न होने की थी, जिसके कारण वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र की साइनसोइडल विशेषताएँ असंगत हो गईं। उच्च गति पर काम करने के कारण, लौह हानि का अनुपात अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप दोनों मोटरों की हानि में काफी अंतर आ जाता है। अंततः, कुछ गणनाओं के बाद, नियंत्रण एल्गोरिदम के तहत मोटर की लौह हानि का अंतर दोगुने से भी अधिक बढ़ गया। यह सभी को परिवर्तनीय आवृत्ति गति नियंत्रण मोटरें बनाते समय नियंत्रण एल्गोरिदम को संयोजित करने की याद दिलाता है।

2. चुंबकीय घनत्व को कम करें
चुंबकीय प्रवाह घनत्व को कम करने के लिए लोहे के कोर की लंबाई बढ़ाना या चुंबकीय परिपथ के चुंबकीय चालकता क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप मोटर में उपयोग किए जाने वाले लोहे की मात्रा भी बढ़ जाती है;

3. प्रेरित धारा की हानि को कम करने के लिए लोहे के चिप्स की मोटाई कम करना।
गर्म-रोलिंग द्वारा निर्मित सिलिकॉन स्टील शीट को ठंडी-रोलिंग द्वारा निर्मित सिलिकॉन स्टील शीट से बदलने से सिलिकॉन स्टील शीट की मोटाई कम हो सकती है, लेकिन पतले लोहे के चिप्स से लोहे के चिप्स की संख्या और मोटर निर्माण लागत में वृद्धि होगी;

4. हिस्टैरेसिस हानि को कम करने के लिए अच्छी चुंबकीय चालकता वाली कोल्ड रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट का उपयोग करना;
5. उच्च प्रदर्शन वाले लौह चिप इन्सुलेशन कोटिंग को अपनाना;
6. ऊष्मा उपचार और विनिर्माण प्रौद्योगिकी
लोहे के चिप्स के प्रसंस्करण के बाद बचा हुआ तनाव मोटर के नुकसान को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है। सिलिकॉन स्टील शीट के प्रसंस्करण के दौरान, काटने की दिशा और पंचिंग शियर स्ट्रेस लोहे के कोर के नुकसान पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। सिलिकॉन स्टील शीट को रोलिंग दिशा के साथ काटने और उस पर हीट ट्रीटमेंट करने से नुकसान को 10% से 20% तक कम किया जा सकता है।